在1917年的畢業(yè)典禮上，康奈爾大學的校長宣布，唐山路礦學堂的學生從今以后全部免試入學。在美國留學期間，茅以升雖然主攻橋梁專業(yè)，但為了增強自己的記憶力，他選擇的第一副科就是高等數(shù)學。為了能早日學成回國，茅以升以頑強的意志常常挑燈夜戰(zhàn)，僅用了一年時間就攻取了碩士學位。獲得碩士學位之后，康乃爾大學名教授賈柯貝邀他留校做助教，茅以升婉言謝絕了，賈柯貝很欣賞茅以升，隨即介紹茅以升到匹茲堡橋梁公司實習。無論在橋梁工程的理論上還是實踐上，匹茲堡橋梁公司的實力都是當時世界一流的。實習期間，茅以升利用業(yè)余時間在卡內基理工學院夜校攻讀工學博士學位。1919年，茅以升獲得了卡內基理工學院的博士學位，畢業(yè)時的論文《橋梁桁架次應力》的創(chuàng)見被建筑學界稱為“茅式定律”，并因此而榮獲優(yōu)秀研究生“斐蒂士”金質研究獎章。

在教育戰(zhàn)線上嘔心瀝血

1920年初，茅以升登上遠洋輪船，毅然返回自己的祖國?；貒笫艿教粕铰返V學堂邀請擔任工科教授。第二年，茅以升離開了母校，前往交通大學唐山學校擔任副院長。1922年，茅以升被東南大學聘為教授。1923年，在他的積極努力之下，東南大學設立了工科，并且擔任第一任工科主任。1924年，東南大學工科與河海工程專門學校合并，成立河海工科大學，茅以升任校長。1926年受聘于北洋大學教授，兩年后擔任北平大學第二工學院院長。1930年，擔任江蘇省水利局長，主要負責象山新港的規(guī)劃建設。

在教學中，茅以升積極建議改革落后的教學體質和課程設置。他認為教師不僅僅是授業(yè)，更重要的是培養(yǎng)學生主動學習的習慣和能力。在教學中，他治學非常嚴謹，授課時根據(jù)學生的知識水平，用事例解釋理論概念，讓學生領會透徹。對于教學中老師把學生當作“受體”，進行灌注的現(xiàn)象，茅以升極力反對。

除此之外，茅以升還嘗試了一些新的教學方式。在每次上課之前，他都會指定一名學生，讓他就課程提問題。通過學生所提問題的難易程度，就可以判斷他對知識的掌握和領會的程度。如提不出問題，則由另一學生提問，前一學生作答。

當時，著名的教育家陶行知得知茅以升這種新的教學方式后，親自帶學生前來聽課。陶行知認為，“這是個教學上的革命，值得推廣”。

圓夢錢塘江

193３年，出于浙贛鐵路興建的需要，錢塘江必須要架設一座大橋，但是國內的技術人員認為這是一件十分困難的事情，幾乎辦不到。這時有人想起了橋梁專家茅以升。在浙江省的邀請下，茅以升辭去所有的教職工作，擔任了錢塘江橋工委會主任委員、錢塘江橋工程處處長職務，邀請了康奈爾大學同學羅英任總工程師，熱火朝天地干了起來。

在修橋期間，碰到了重重困難，在茅以升的帶領下，工程技術人員克服了一個又一個技術難題，保證了大橋工程的進展，僅僅用了兩年半的時間，整個工程就到了收尾的階段。當時淞滬抗戰(zhàn)正在吃緊，日軍飛機經(jīng)常來轟炸，在上海保衛(wèi)戰(zhàn)打響的第二天，三架日軍飛機來工地轟炸，當時茅以升正在6號橋墩的沉箱里和幾個工程師及監(jiān)工員商量問題，突然一片漆黑，原來工地關閉了所有的電燈。此后，在茅以升的帶領下，建橋的工人們冒著敵人炸彈爆炸的塵煙，夜以繼日地加速趕工。1937年9月26日，大橋順利完工，極大地方便了抗日軍用物資的運輸。

1937年11月，南京派人傳達了政府的指示，要求炸毀錢塘江橋，因為如果杭州不保，錢塘江大橋就等于是給日本人造的了，炸橋所需炸藥及爆炸器材也隨同來人一起運到了杭州。

就在大橋被炸毀的這天晚上，茅以升立下誓言：“抗戰(zhàn)必勝，此橋必復?！贝髽蛘Ш?，茅以升帶領著橋工處的所有人員迅速后撤，有關大橋建設的14箱重要圖表、文卷、相片一并帶走。在輾轉途中，茅以升舍棄了很多家什，卻將這些珍貴的資料盡數(shù)保存下來?？谷諔?zhàn)爭勝利后，在茅以升的帶領下，1948年3月錢塘江大橋修復完成。

建國后雄姿勃發(fā)

1950年，茅以升被任命為鐵道技術研究所所長，同年中華全國科學技術普及協(xié)會成立，他當選為副主席。1952年，茅以升參加九三學社，后任中央副主席。同年在他的積極努力下，中國土木工程學會組織成立了土力學小組，舉辦土力學學術交流和普及講座。

1955年，茅以升擔任武漢長江大橋技術顧問委員會主任委員，接受修建武漢長江大橋的任務。兩年之后，武漢長江大橋舉行落成典禮。1958年，茅以升主持修建了人民大會堂。

為了加強國際間的交流，茅以升曾經(jīng)率團訪問捷克、蘇聯(lián)、意大利、瑞士、法國等國并作學術報告，而且在華僑知識分子中積極從事大統(tǒng)一、大團結工作。

除此以外，茅以升積極參加人民政權的建設，先后擔任全國人大代表、常委，全國政協(xié)副主席。歷任國務院科技規(guī)劃委員會委員、中國科學院技術科學部副主任、中國科學技術協(xié)會副主席等職務。