郭永怀，1909出生于山东荣成市，1931年考入南开大学物理系，1935年从北京大学物理系毕业。从北大毕业后不久，郭永怀来到加州理工学院学习，获得博士后留校任研究员。1946年，美国康奈尔大学成立了航空研究院，郭永怀被聘用成为业务领导。从1946年到1956年，这10年期间成为郭永怀物理系研究的黄金时期，期间发表无数研究成果，尤其是在空气动力学和应用数学的研究成果，让他闻名世界。
1949年，郭永怀为解决跨声速气体动力学的一个难题，探索开创了一种计算简便、实用性强的数学方法――奇异摄动理论，在许多学科中得到了广泛的应用。正是因为在跨声速流与应用数学方面所取得的两项重大成就，郭永怀由此驰名世界。
1953年8月，中美继签定朝鲜停战协定后在日内瓦举行大使级会谈。经过中国政府的努力，美国政府不久被迫把禁止中国学者出境的禁令取消，但以“维护国家安全”为由设置种种障碍。
在面对优越的科研和生活条件与祖国需要何去何从的时候，郭永怀毅然决然拒绝了美国同事请他参加的机密研究项目，放弃了美国康乃尔大学教授的优厚待遇，携妻挈女义无反顾路上归途。
为了避免美国政府制造麻烦，他毅然将自己没有公开发表过的所有书稿统统付之一炬：在和学生们聚会的篝火旁，他掏出十几年来写成的没有公开发表的书稿，一叠一叠地丢进火里，烧成灰烬，这令在场的学生惊呆了，夫人李佩教授当时也感到可惜。
当时已任中国力学研究所所长的钱学森于1956年6月致信郭永怀，盼他回国。1956年国庆节的前一天，郭永怀动身返家！
郭永怀回国之后，他把精力放在国防科研上，先后担任了中国科学院数学物理化学部学部委员、力学研究所副所长、二机部九院副院长、中国科学技术大学化学物理系主任、国防科委空气动力学专业组成员和空气动力学研究院筹备组副组长等职。
在郭永怀的倡议和积极指导下，中国第一个有关爆炸力学的科学迅速制定出台，从而引导力学走上了与核武器试验相结合的道路。同时，郭永怀还负责指导反潜核武器的水中爆炸力学和水洞力学等相关技术的研究工作。此外，在潜－地导弹、地对空导弹、氢氧火箭发动机和反导弹系统的研究试验中，郭永怀也作出了巨大贡献。
在对核装置引爆方式的采用上，郭永怀提出了“争取高的，准备低的，以先进的内瀑法为主攻研究方向”的思路。为确立核武器装置的结构设计，郭永怀提出了“两路并进，最后择优”的办法，为第一颗原子弹爆炸确定了最佳方案，对一些关键问题的解决起了决定性的作用。这一方案不仅为第一颗原子弹研制投爆所采用，而且为整个第一代核武器的研制投爆所一直沿用。
然而，1968年12月5日，郭永怀在从青海实验基地乘坐飞机回北京时，飞机失事，时年59岁。当人们找到郭永怀时，发现最后时刻他和警卫员抱在一起，用身体保护住了装有绝密科研资料的文件包。
