作为一部人物传记片，电影《钱学森》并没有采用一般人物传记片的叙事方式展开，而是撷取主人公生命中的几个重要片段展开叙事，在主题上着力表现了科学家的爱国情怀、出类拔萃的专业知识和对我国核研制的卓越贡献；在艺术上则充分运用了现代视听语言，节奏紧张，引人入胜；此外，该片的制作班底也颇为引人注目，形成了影片的几个观看亮点。观摩全篇，电影大致由两大片段结构完成，一是钱学森回国的惊心动魄，二是带领团队刻苦研制导弹的艰难历程，此外，还有贯穿始终的钱学森与夫人蒋英的伉俪情深。在“回国”片段中，钱学森出类拔萃的专业技术，强烈的爱国情怀与尊严感，以及面对强大压力与胁迫下的内心坚韧与淡定被表现得淋漓尽致。

在“研制”片段中，则着力表现了钱学森面对祖国与人民的需要，克服困难，创造条件带领大家完成我国“两弹一星”研制的过程。而这两个片段既结构了全片，也形成了一种对比，前者主人公在美国工作生活环境优越，前程似锦；后者国内研究现状一片空白，环境艰苦，但钱学森却义无反顾选择了后者。

影片有几个情节耐人寻味，很好地展现了钱学森的精神世界。一是和挚友兼同行罗友来对制造核武器的不同态度，那句“手中无剑与手中有剑不用”既表达了他对于祖国强大的强烈渴望，也是促使罗友来加入其中的重要动因。二是钱学森讲课时面对美国学生和中国同事的不同态度（不懂出去与再讲一遍），以及在“东方红2号”失败后总结会上副院长发言受到的启发。正是在这样的条件下，钱学森不仅以自己卓越的才华和能力、自信保证了“东方红1号”的成功发射，也在这个过程中完成了自身的转变。