1950年9月，已在美国普渡大学任教的王守武和夫人葛修怀决意放弃优厚的待遇，回到百废待兴的新中国。至于回国后做什么，王守武并没有设定目标。他只有一个朴素的想法，国家需要什么就干什么。

虽然有美国名牌大学的博士学位加持，但31岁的王守武最初找工作并不顺利。从上海到北京，从同济大学到清华大学，他都没有找到合适的位置。最终，经姐夫陆学善介绍，王守武受聘于中国科学院应用物理研究所（1958年更名为物理研究所），开始固体物理方面的研究。

不过，很快，这位寡言少语却心灵手巧的年轻人就因两项紧急任务初露锋芒。

1950年底，王守武奉命为在抗美援朝前线的志愿军运输队设计车灯和路标。当时前线的运输车晚上不能开灯，普通汽车明亮的灯光很容易被敌机发现。这项任务要求设计出一种特殊的车灯和路标，既让司机在夜里行车时能看清道路，又不致被敌机发现。

王守武很快提出了满足“既要又要”的设计方案，成功解决了问题。

1951年，西藏和平解放后，解决当地生活燃料问题成为当务之急。王守武受命设计西藏地区生活用太阳灶。考虑到加工制造一个大面积抛物面反射镜的困难，王守武改用多个窄条反射面组成的反射系统，用调整每个小反射面倾斜角度的方法，使照射到每个小反射面上的阳光反射汇聚到太阳灶的中心。用这一巧思设计出来的新型高原太阳灶能在15分钟内把一壶水烧开。

中国科学院半导体研究所研究员余金中是王守武1965年招收的研究生，也是我国第一位半导体激光器专业方向的研究生。在他的心目中，王守武是“干实事的”，是“别人说一百句，他只回三句话”的人。

余金中对导师的另一个深刻感受是“有学问，而且什么难，就去学什么”。

这一点，从他不断转换专业方向上可见一斑。

1936年，王守武进入同济大学工学院，学的是电工机械专业。1945年，他赴美国普渡大学攻读工程力学。获得硕士学位后，导师斯特姆鼓励他继续深造，并帮助他申请到普渡研究基金的资助，但该项目要求一定要用量子力学解决问题。

从工程力学转到量子力学，有一些物理课必须补上。为了节省时间，王守武先自学，再找机会到物理系去插班旁听，最后申请考试。他先后顺利通过了量子力学、电动力学、统计力学等几门课程的考试，很快进入攻读博士学位的阶段。

王守武仅用几个月的时间就完成了别人需要几年才能完成的课业！

从机械转力学，又从量子力学转固体物理，乃至半导体，在参与了“老科学家学术成长资料采集工程”王守武院士课题的首都师范大学教授李艳平看来，王守武聪明、好学、喜欢钻研，需要学什么他就能学得特别好。这与他从小被熏陶出的科技报国志向相关，但也离不开家族传承的天赋。