少年時代

1909年4月4日出生于山東省榮成市滕家鎮一個農家，是郭文吉夫婦的第四個兒子。郭永懷自幼天資聰慧。

10歲的時候，郭文吉將兒子送到了本家叔叔所辦的學堂里讀書習文。

17歲那年，他以優異成績考取了青島大學附屬中學，成為四鄉八里第一個公費中學生。

20歲那年，郭永懷考取了南開大學預科理工班。

1931年7月，郭永懷預科班畢業后直接轉入本科學習。郭永懷選擇了物理學專業，得到了當時國內知名教授顧靜薇的賞識。

兩年后，顧靜薇推薦郭到北京大學光學專家饒毓泰教授門下繼續深造。在參加了北京大學的入學考試后，郭永懷如愿以償地進入北大物理系學習。在顧、饒二位導師的精心錘煉下，郭永懷打下了扎實的物理學專業基礎。

留學生涯

1938年夏，中英庚子賠款基金會留學委員會舉行了第七屆留學生招生考試，在3000多名參考者中，力學專業只招一名。考試結果，郭永懷與錢偉長、林家翹一起以5門課超過350分的相同分數同時被錄取。

1940年8月，經過一番周折，郭永懷一行來到加拿大的多倫多大學應用數學系學習。

1941年，郭永懷又赴當時國際上著名的空氣動力學研究中心――美國加利福尼亞州立理工學院研究可壓縮流體力學，和錢學森一起成為世界氣體力學大師馮·卡門的弟子。

1945年完成了有關“跨聲速流不連續解”的出色論文，獲得了博士學位；在這里，他遇到了平生的知己錢學森師兄，學習之余，錢學森最樂意干的事情就是開著車，拉著這個頗有幾分書呆子氣的師弟兜風。

1946年秋，馮·卡門的大弟子威廉·西爾斯教授在美國康奈爾大學航空科學部的基礎上創辦了航空工程研究生院，邀請郭永懷前去任教。郭永懷和錢學森經過拼搏努力，不久就合作拿出了震驚世界的重要數論論文，首次提出了“上臨界馬赫數”概念并得到了實驗證實，為解決跨聲速飛行問題奠定了堅實的理論。此后，聲名大振的郭永懷應聘參加了美國數學學會，并被加州理工學院特聘為研究員。不久，他又成為康乃爾大學航空工程研究生院的三個著名攻關課題主持人之一。

1949年，郭永懷為解決跨聲速氣體動力學的一個難題，探索開創了一種計算簡便、實用性強的數學方法――奇異攝動理論，在許多學科中得到了廣泛的應用。正是因為在跨聲速流與應用數學方面所取得的兩項重大成就，郭永懷由此馳名世界。

1953年8月，中美繼簽定朝鮮停戰協定后在日內瓦舉行大使級會談。經過中國政府的努力，美國政府不久被迫把禁止中國學者出境的禁令取消，但以“維護國家安全”為由設置種種障礙。

在面對優越的科研和生活條件與祖國需要何去何從的時候，郭永懷毅然決然拒絕了美國同事請他參加的機密研究項目，放棄了美國康乃爾大學教授的優厚待遇，攜妻挈女義無反顧踏上歸途。

為了避免美國政府制造麻煩，他毅然將自己沒有公開發表過的所有書稿統統付之一炬：在和學生們聚會的篝火旁，他掏出十幾年來寫成的沒有公開發表的書稿，一疊一疊地丟進火里，燒成灰燼，這令在場的學生驚呆了，夫人李佩教授當時也感到可惜。

當時已任中國力學研究所所長的錢學森于1956年6月致信郭永懷，盼他回國。1956年國慶節的前一天，郭永懷動身返家！

郭永懷攜全家回國后受到了黨和政府及科技界的熱烈歡迎，毛澤東主席親自接見他和家人，中國科學院則安排他和錢學森一起工作，任中國科學院剛組建的力學研究所副所長，和錢學森、錢偉長一起投身于力學研究所的科技領導工作。

1957年10月15日，中國與蘇聯簽訂了《國防新技術協定》，在協定中蘇聯明確承諾向中國提供原子彈數學模型和圖紙資料。1958年，負責核武器研制的第二機械工業部（二機部）第九研究所（九所）在京正式成立。1964年2月，它發展成為負責核武器研制、生產整個過程的研究設計院――九院（中國工程物理研究院的前身），開始了“兩彈”研制工作。

1958年，郭永懷先生與錢學森先生等負責籌建中國科學技術大學力學和力學工程系、化學物理系，并出任化學物理系首任系主任。

1959年6月，蘇聯方面突然致函中共中央，拒絕向中國提供原子彈的數學模型和技術資料。

1960年7月，蘇聯政府又照會中國政府決定撤走在華的核工業系統的全部專家，隨后又停止供應一切技術設備和資料。蘇聯的單方面撕毀協定和合同，給剛剛起步的中國核工業帶來了意想不到的困難。郭永懷臨危受命，他與王淦昌、彭桓武形成了中國核武器研究最初的“三大支柱”。

郭永懷歷任九所副所長、九院副院長，負責力學和工程方面的領導工作。當時，九院的首要任務就是在一無圖紙、二無資料的情況下，迅速掌握原子彈的構造原理，開展原子彈的理論探索和研制工作。為了便于科技攻關，九院成立了四個尖端技術委員會，郭永懷領導場外試驗委員會。場外試驗涉及到結構設計、強度計算和環境試驗等任務，負責進行核武器研制的實驗和武器化。郭永懷一方面為科研人員傳授爆炸力學和彈頭設計的基本理論，另一方面致力于結構強度、振動和沖擊等方面的研究，加速建立自己的實驗室，組織開展一系列的前期試驗。

在郭永懷的倡議和積極指導下，中國第一個有關爆炸力學的科學迅速制定出臺，從而引導力學走上了與核武器試驗相結合的道路。同時，郭永懷還負責指導反潛核武器的水中爆炸力學和水洞力學等相關技術的研究工作。此外，在潛－地導彈、地對空導彈、氫氧火箭發動機和反導彈系統的研究試驗中，郭永懷也作出了巨大貢獻。

在對核裝置引爆方式的采用上，郭永懷提出了“爭取高的，準備低的，以先進的內瀑法為主攻研究方向”的思路。為確立核武器裝置的結構設計，郭永懷提出了“兩路并進，最后擇優”的辦法，為第一顆原子彈爆炸確定了最佳方案，對一些關鍵問題的解決起了決定性的作用。這一方案不僅為第一顆原子彈研制投爆所采用，而且為整個第一代核武器的研制投爆所一直沿用。

1961年7月，郭永懷加入中國共產黨。

1963年，為了加快核武器的研制步伐，黨中央決定將集中在北京的專業科研隊伍，郭永懷遷往在青海新建的核武器研制基地。

1964年10月16日下午3時，中國的第一顆原子彈試驗成功。

1965年9月，中國第一顆人造衛星的研制工作再次啟動，郭永懷受命參與“東方紅”衛星本體及返回衛星回地研究的組織領導工作。

1970年4月24日，在郭永懷犧牲一年多后，中國第一顆人造衛星發射成功。

在核彈武器化的后期研究中，郭永懷相繼提出了一些具有獨到見解的主張，后來的實踐一次又一次地證明了郭永懷這些主張的科學性和嚴密性。

1968年10月3日，郭永懷又一次來到試驗基地，為中國第一顆導彈熱核武器的發射以及從事試驗前的準備工作。12月4日，在青海基地整整呆了兩個多月的郭永懷，在試驗中發現了一個重要線索。他要急著趕回北京，就爭分奪秒地要人抓緊聯系飛機。他匆匆地從青海基地趕到蘭州，在蘭州換乘飛機的間隙里，他還認真地聽取了課題組人員的情況匯報。當夜幕降臨的時候，郭永懷拖疲憊的身體登上了趕赴北京的飛機。5日凌晨，飛機在首都機場徐徐降落。在離地面400多米的時候，飛機突然失去了平衡，墜毀在1公里以外的玉米地里。

當人們辨認出郭永懷的遺體時，他往常一直穿在身上的那件夾克服已燒焦了大半，和警衛員牟方東緊緊地擁抱在一起。當人們費力地將他倆分開時，才發現郭永懷的那只裝有絕密資料的公文包安然無損地夾在他們胸前。

1968年12月25日，中央授予他烈士稱號。同日，中國第一顆熱核導彈試驗獲得了成功！

1999年被授予“兩彈一星功勛獎章”，是該群體中唯一一位獲得“烈士”稱號的科學家。

夫人李佩：郭永懷與妻子李佩與1948年結婚。1951年李佩受康奈爾大學語言學系系主任Shadack教授的邀請，給準備派作外交官的美國學生上中文課。1956年10月，郭永懷帶著妻子李佩和女兒歷經周折從美國回到了祖國。李佩舉辦了國內首期應用語言研究生班，為該學科在國內正式建立做了開拓性的工作，并譽為“中國應用語言學之母。”2003年、2007年、2013年，李佩先生分三次，將全部積蓄和郭老遺物贈予了中國科學院力學所和中國科技大學。

女兒郭芹：出生于美國，1956年隨父母回國，初中畢業后去東北插隊，1970年因病回京，后參加工作。因病英年早逝。

郭永懷在中國原子彈、氫彈的研制工作中領導和組織爆轟力學、高壓物態方程、空氣動力學、飛行力學、結構力學和武器環境實驗科學等研究工作，解決了一系列重大問題，是唯一一位為中國核彈，氫彈和衛星實驗工作均作出巨大貢獻的科學家。

空氣動力學

在讀博士期間，郭永懷進行當時空氣動力學的前沿問題——跨聲速流下連續解的研究，并于1945年獲得博士學位，1946年起在美國康奈爾大學任副教授、教授。

郭永懷在1946年至1956年間當時康奈爾大學航空研究院的三個主持人（即西爾斯、郭永懷、康脫洛維茨）之一。這10年也是郭永懷從事科學研究的黃金時期。他著重對跨聲速理論與粘性流動進行了深入的研究，先后發表了《可壓縮無旋亞聲速和超聲速混合型流動和上臨界馬赫數》（與錢學森合作）《關于中等雷諾數下不可壓縮粘性流體繞平板的流動》《弱激波從沿平板的邊界層的反射》等重要文章，解決了跨聲速流動中的重大理論問題。與此同時，為了解決邊界層的奇異性，他改進了龐加萊、萊特希爾的變形參數和變形坐標法，發展了奇異攝動理論。為此，錢學森于1955年在《AdvancesinAppliedMechanics》雜志上發表文章，將這一方法命名為PLK方法。值得一提的是，郭永懷在50年代初就注意到離超聲速流動這一方向，研究了高超聲速激波邊界層干擾和離解效應。郭永懷因在空氣動力學與應用數學中的研究成果而馳名世界。

人造衛星

郭永懷對于國防工業和科研的貢獻是多方面的。從1957年11月4日，蘇聯發射第一顆人造衛星起，他就參加了中國科學院星際航行座談會，大力倡導中國要發展航天事業，并就許多技術問題，如運載工具、推進劑、姿態控制、氣動力、氣動熱等發表了許多重要見解和主張。在第四次座談會上作了“宇宙飛船的回地問題”的中心發言，對氣動減速、氣動加熱、燒蝕防熱、回地軌道設計等問題進行了細致的分析，還提出了利用舉力面的設想。隨后，當研制人造衛星提到議事日程上時，郭永懷參加了負責衛星本體設計的人造衛星研究院的領導工作。

航天工程

郭永懷創辦了《力學學報》和《力學譯叢》，并親任主編，翻譯出版了《流體力學概論》等多部學術名著，先后開展了新興的高超聲速空氣動力學、電磁流體力學等多項課題的研究，其成果不斷引起國際科學界矚目。在中科院組織的星際航行座談會上，郭永懷提出中國要發展航天事業，并就運載工具、推進技術等問題發表了許多重要見解。不久，他當選為中國航空學會副理事長。

兩彈事業

郭永懷認為應將再入物理現象的研究作為這個項目的理論研究方向，并明確提出建立高溫物理所的主張，對實驗設備的籌建工作他亦費盡心血；1967年，郭永懷參加了空氣動力學研究院的籌建工作，擔任了主管技術工作的副組長。他首先就空氣動力學研究院的服務對象、研究手段、重點設備、測試方法等提出了建議，并和錢學森一起為該院規劃了藍圖，為以后空氣動力學研究發展中心的建設奠定了基礎；為了發展中國的“兩彈”事業，郭永懷更是嘔心瀝血，從理論到實踐都作出了重要貢獻，他多次赴現場參加準備工作。

中國開始研制核武器時，他負責動力項目研究。提出了“鐵條包布”的設計思想，為核武器真正武器化做出貢獻。郭永懷還負責指導反潛核武器的水中爆炸力學和水動力學等相關技術的研究工作。此外，在潛-地導彈、地對空導彈、氫氧火箭發動機和反導彈系統的研究試驗中，他都作出了巨大貢獻。在郭永懷的努力下，1966年10月27日，中國第一顆裝有核彈頭的地地導彈飛行爆炸成功！1967年6月17日，中國第一顆氫彈空爆試驗成功。

朱光亞：郭先生是一位才華橫溢、有遠見卓識的著名科學家和技術領導人。他理論功底深厚、思維敏捷、思路開闊，而且注重理論聯系實際，善于在工作中準確把握科學研究的方向。在九院工作期間，郭先生始終深入到科研工作的第一線，為中國核武器事業的發展做了許多開創性的工作。

錢學森：郭永懷同志是一位優秀的應用力學家，他把力學理論和火熱的改造客觀世界的革命運動結合起來了。其實這也不只是應用力學的特點，也是一切技術科學所共有的，一方面是精深的理論，一方面是火樣的斗爭，是冷與熱的結合，是理論與實踐的結合，這里沒有膽小鬼的藏身處，也沒有私心重的活動地；這里需要的是真才實學和獻身精神。郭永懷同志的這些貢獻，我想人民是感謝他的。周恩來總理代表黨和全國人民對郭永懷同志無微不至的關懷就是證據。大家辛勤工作，為翻譯、編輯和出版這本文集付出了勞動，也是個證據。是的，人民感謝郭永懷同志！作為我們國家的一個科學技術工作者，作為一個共產黨員，活著的目的就是為人民服務，而人民的感謝就是一生最好的評價！

俞鴻儒：兩彈一星的23個功臣元勛里邊，三方面都涉及的只有郭先生一個人。

李佩：少言的老郭是有很多愛好的人，他有好幾本集郵冊，是一位不折不扣的“音樂發燒友”，家里有很多唱片，都是名家演奏的名作。老郭對植物頗有研究，那時，力學所有一個大花壇，其中就有迎春花，上下班經過這里，他會駐足觀賞一會兒，那一串串迎春花在風中搖曳，像是從他思想中迸發出來的點點火花。

永懷亭

中國空氣動力中心大院的松林山上建有一座紀念亭，上面刻著張愛萍將軍所書的三個大字———“永懷亭”。

《愛在天際》音樂劇

為了紀念二彈一星元勛、空氣動力學家、中國科學技術大學建立者之一郭永懷，郁百楊編劇導演，宋懷強教授主演，中國科學技術大學各社團歷時五年傾力打造的大型多媒體音樂劇《愛在天際》于2012年12月15日在科大首演并在各地演出十余場，首演之前的12月5日，在中國科學技術大學化學樓前的郭永懷雕塑前，全體劇組為郭永懷舉行了紀念儀式。郭老的夫人李佩先生特地為首演贈送了花籃并親自出席了在北京的演出。

郭永懷

郭永懷獎學金

2003年9月18日，中國科學技術大學隆重舉行“郭永懷先生‘兩彈一星’功勛獎章捐贈暨首屆郭永懷獎學金頒發儀式”，郭永懷先生的夫人李佩教授向學校捐贈“兩彈一星”功勛獎章，并親自為學生頒獎。

中國科學技術大學郭永懷講壇

2017年10月30日，為了紀念郭永懷先生，同時為了提升中國科學技術大學化學與材料學科發展水平和社會影響力，中國科學技術大學化學與材料科學學院主辦了“郭永懷講壇”第一講。

2020年3月30日，中央廣播電視總臺華語環球節目中心特別推出以“致敬英雄”為主題的大型紀錄片《國家榮光》（第一季），郭永懷位列其中。