1939年，他最终放弃了喜爱的物理专业，选择了对国家更为实用的气象学作为自己的终身职业。

　　1943年，他以优异的成绩取得了浙江大学的硕士学位，两年后，美国芝加哥校园里多了一位攻读博士的中国男子，他就是中国的气象大家——叶笃正。

　　叶笃正的一篇博士毕业论文《大气中的能量频散》在美国《气象杂志》上发表，论文立即引起国际气象学界的高度重视，被誉为动力气象学的杰出代表作之一，至今仍被广泛应用于气象业务和科研工作中。

　　辗转回到祖国的叶笃正带着同事们从庆祝第一幅500毫帕高空图（相当于5公里高度的天气图）绘制成功开始，一步一个脚印地向世界大气科学前沿迈进。他建立青藏高原气象学；发现大气环流的突变；提出大气能量频散理论；大气运动的风场和气压场的适应的尺度理论至今仍是天气分析和预报的主要理论基础之一……　

　　叶笃正还与国际同行一道在80年代共同发起了国际全球变化研究领域。全球变化研究是二十年来发展最快影响最大的科学领域，它的影响不仅在科学本身，更重要的是对人类生存环境和社会经济的影响。正因为叶先生是这一学术领域最早的发起人之一，所以中国成为了全球变化科学指导委员会的成员国。80年代初期，他倡议并筹划了在中国开展的第一个IGBP计划的重大科学试验，黑河试验（HEIFE），被国际上随后的一系列试验应用。　　

　　由于这些卓越的成就，2002年，叶笃正代表中国人第一次获得了国际气象界的“诺贝尔奖”——“国际气象组织奖”。2005年获得国家最高科学技术奖。　

　　2010年5月，经国际天文学联合会小天体命名委员会批准，27895号小行星被永久命名为“叶笃正星”。

　　在气象领域 耕耘六十余载，叶笃正以高瞻远瞩的睿智目光，洞彻气象风云，引领中国气象学界走在世界前沿，实现着他的豪言壮语——“让外国人来同我们接轨”。