我是來學科學的，我是懷著極大興趣來學習研究原子核物理的。科學的任務是不斷探索，不斷發現未曾發現的奧秘。我渴望獲得並掌握核物理科技的前沿成果。
——祁淑英、魏根發：《鄧稼先》
從北京逃亡昆明之前，鄧以蟄曾經對鄧稼先說過這樣一番話：“稼兒，以後你一定要學科學，不要像我這樣，不要學文。學科學對國家有用。”父親憑著個人經驗說出的話並不能表明他就是“唯科學救國論者”，但這句話卻在鄧稼先的腦海裏留下了深刻的印記。1941年秋，鄧稼先考入了西南聯大的物理係，果然學習了父親所希望的科學。
梅貽琦在清華大學任校長時曾講過：“所謂大學者，非有大樓之謂也，有大師之謂也。”當時的西南聯大，確實是這樣一所高校。物質條件雖清貧不堪，各路大師卻雲集在此，物理係當然也不例外。相對穩定的環境，名師的認真授課，再加上自己的勤奮刻苦，與楊振寧等高年級同學的潛心探討，鄧稼先的功課突飛猛進，不僅基礎學科學得紮實，課外知識也非常豐富，經常拉著同學講《簡愛》《基督山伯爵》等外國小說，還曾和楊振寧一起在西南聯大校舍旁邊的大樹下背誦《吊古戰場文》。此外，他還熱情、耐心地幫助低年級的同學。
然而，隨著局勢的惡化，作為大後方的昆明也受到了衝擊。“民主在昂揚，曆史在前進，祖國在危難中，同胞在水火中”，西南聯大學生自治會宣言中的這幾句話真切地反映了當時的狀況。此時的鄧稼先，一方麵繼續刻苦研讀自己的學業；另一方麵保持對政治的高度關注，經常翻閱《新華日報》等進步報刊，越來越多地和進步同學、地下黨員交往。在一次以“救國的關鍵到底在哪裏”為主題的討論會上，鄧稼先十分堅定地說：“看來關鍵是政治。”於是，鄧稼先1945年從西南聯大畢業後，麵對日本投降後國民政府意欲發動內戰所製造的混亂局麵，沒有立刻回北平，而是選擇了到昆明文正中學和培文中學當一年的數學教員，一邊借助學校的資源傳播知識的火種和民主和平的思想，一邊親身加入到爭取民主和平的革命鬥爭中來。也就是在那個時候，鄧稼先經好友楊德新的介紹加入了“民主青年同盟”這一共產黨的外圍組織，這在他的政治生活中無疑是一次重要的事件。