1947年7月，19岁的杜致礼原计划陪同患肾病的父亲杜聿明赴美就医。杜聿明因东北战场失利和健康问题，于1947年下半年向蒋介石提出赴美治疗申请，但因战局紧急被紧急召回，改派往徐州战场指挥作战。蒋介石为安抚杜聿明，转而通过宋美龄安排杜致礼独自赴美留学，并由宋美龄资助其进入韦尔斯利学院攻读英国文学。 杜致礼在韦尔斯利学院就读期间，家庭经济状况因杜聿明被俘（1949年1月淮海战役中被俘）而急转直下。宋美龄在得知杜聿明被俘后，立即中断了对杜致礼的资助。为维持学业，杜致礼于1949年转入纽约蒙特圣文森学院。该学院为教会学校，提供奖学金和免费教育机会，帮助她完成学业。 1949年1月10日，杜聿明在安徽萧县张老庄被解放军俘虏。杜致礼得知消息后，生活陷入困境。同年圣诞节期间，她在普林斯顿的“茶园餐厅”偶遇中学时期的数学老师杨振宁（时为普林斯顿高等研究院研究员），两人重逢后感情迅速升温。 杨振宁与杜致礼的缘分始于1944年西南联大附中时期，当时杨振宁担任杜致礼的数学教师。1949年的偶遇后，两人开始频繁约会。1950年8月26日，杨振宁与杜致礼在普林斯顿举行婚礼，结为伴侣。1957年杨振宁获诺贝尔奖后，蒋介石曾试图通过优待杜家亲属（如资助杜致礼母亲曹秀清赴美）拉拢杨振宁，但未成功。
