彭桓武大学毕业后，继续在清华攻读研究生，师从周培源学习物理，与王竹溪、林家翘、杨振宁并称为“清华四杰”。清华园的学习，对彭桓武来说，不仅是对自然科学知识的探索，“自强不息”的校训还时刻激励着他要发愤图强，担起挽救民族危亡的重任。在这样的环境下，彭桓武养成了好学深思、追求真理、开拓创新、不怕吃苦的品质。这为他将来带领科研团队攻克难题，以自然科学报国打下了坚实的基础。