W 1948 powrócił do pracy w Princeton na zaproszenie Weyla i Veblena i był profesorem Uniwersytetu Chicagowskiego. Od 1960 wykładał na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, w 1961 otrzymał obywatelstwo amerykańskie. Na Uniwersytecie Kalifornijskim powołał do życia Instytut Badań Nauk Matematycznych (1981), którym kierował do 1984. Pozostał w kontakcie z nauką chińską, w 1985 współzakładał Instytut Matematyki Uniwersytetu Nankin. Od 1994 był członkiem Chińskiej Akademii Nauk, a od 1985 należał również do brytyjskiego Royal Society. W 1986 nadano mu honorowe członkostwo Londyńskiego Towarzystwa Matematycznego. Był ponadto m.in. honorowym prezydentem Uniwersytetu Jiaxing.

W pracy naukowej zajmował się m.in. geometrią różniczkową, propagował w Chinach teorię równoważności Cartana. Podał nowy dowód na wzór Gaussa-Bonneta. Jest uważany za jednego z najwybitniejszych matematyków XX wieku. Został wyróżniony Narodowym Medalem Nauki (National Medal of Science) w 1975, a także jako jedyny Chińczyk prestiżową Nagrodą Wolfa w 1984.