上世纪30年代初，袁家骝先生和中国著名的物理学家张文裕先生在燕京大学是要好的同学，俩人先后赴美国留学。二战结束后，袁家骝先生在美国普林斯顿从事研究工作，而张文裕先生也在那里任职，两人都进行有关宇宙线方面的前沿实验。后来，张文裕先生在包括英国导师考克饶夫在内等人的帮助下于1956年回到中国，参加振兴祖国科学事业的工作。
1956年7月，张文裕、王承书夫妇以新中国参加国际会议首批科学家的身份，赴日内瓦出席第一次西欧核子研究中心高能加速器和π介子物理讨论会。此时的袁家骝先生也在这里访问，他们的相聚再一次加深了中外科学家之间的了解和联系。袁家骝先生后来动情地给朋友的信中表示：“这是我们三个人一次幸福的团聚。听到中国发生的变化，了解到我们共同的朋友在祖国的一些消息，我感到非常地高兴。我相信，这一机会可能标志着西方科学家和新中国科学家之间的第一次直接接触。”
1972年11月6日，中国科学家和工程师代表团到达瑞士，参观在BASLE举行的核设备及器械展览会。说来也巧，袁家骝先生也在那里访问。他怀着强烈的爱国精神，千方百计去找关系，终于获得陪同中国代表团参观西欧核子研究中心的机会。4天后，袁家骝先生以西欧核子研究中心代表的身份，高兴地出席了中国驻瑞士大使举行的招待会。席间，他与中国大使和代表团团长、清华大学副校长张维教授进行了推心置腹地长谈。11月13日，袁家骝先生给西欧核子研究中心副所长写信，告诉他中国大使陈先生与张维教授特别热诚与友好，还说自己代表西欧核子研究中心欢迎中国科学家来此访问交流，参观或合作一段时间。陈大使和张教授对此极为称赞，表示将他们的友好邀请转告中国政府。
1973年，袁家骝先生应邀访问中国，受到了周恩来总理等国家领导人的亲切接见。同年9月28日，中国著名的物理学家卢鹤绂院士在上海复旦大学接待当年燕京大学校友袁家骝先生和夫人吴健雄教授，晚上在上海大厅出席宴会。第二天，卢鹤绂院士在上海科学会堂主持袁家骝、吴健雄夫妇的学术演讲会。
第三天，卢鹤绂院士在上海锦江饭店11楼主持袁家骝、吴健雄夫妇座谈会。通过与国内科学家广泛地接触，袁家骝先生加深了对新中国的了解。他回到西欧核子研究中心后，马上向该所所长提出了向中国提供核物理研究的设备的建议。第二年，经过他的不懈努力，一批核物理实验设备得到批准后运至中国原子能研究所。由此，正式揭开了西欧与中国在核物理、高能物理研究领域广泛合作的序幕。1977年10月7日，卢鹤绂院士以老同学、老朋友的身份出席上午在锦江饭店宴请吴健雄、袁家骝及其儿子和儿媳Lucy的招待会；下午送吴健雄全家去虹桥机场。两人就科学与合作问题进行了广泛地探讨。1979年，袁家骝先生作为美方正式成员参加了在北京举行的第一次中美高能物理会谈。
此后，他多次应邀归国访问，非常关心中国核物理和高能物理的发展，关心北京正负电子对撞机的研制计划，为中美科学合作做出了积极的特殊的贡献。
