Ngày 16/9/1946, chàng trai Phạm Quang Lễ (sau đổi tên là Trần Đại Nghĩa) theo chân Bác Hồ lên chuyến tàu hỏa đặc biệt xuống phía Nam nước Pháp để bắt đầu hành trình về Việt Nam.

Nhận định chỉ có con đường đấu tranh vũ trang mới có thể giải phóng dân tộc khỏi ách cai trị của thực dân, đế quốc, Phạm Quang Lễ đặt mục tiêu đi du học để tìm hiểu về vũ khí.Năm 20 tuổi, Phạm Quang Lễ đã thi đỗ thủ khoa cả tú tài Tây và tú tài bản xứ, sau đó ít lâu được sang Pháp du họcTừ khi đặt chân lên đất Pháp, Phạm Quang Lễ tranh thủ từng giây từng phút để học tập, tìm hiểu về vũ khí. Tuy nhiên, đây lại là lĩnh vực bí mật và cấm tuyệt đối với người dân các nước thuộc địa, chỉ cần để lộ ra ý định này, ông sẽ bị trục xuất ngay khỏi nước Pháp. Chính vì vậy, suốt 11 năm, ông chỉ còn cách âm thầm, bí mật học tập về vũ khí thông qua nhiều cách.Trong khi bạn bè cùng lớp thường rủ nhau đi nhảy đầm, thăm thú cảnh đẹp nước Pháp thì chàng trai Phạm Quang Lễ cứ rời giảng đường lại tìm đến thư viện. Ông tìm đọc các luận văn, sách báo về chiến thuật, chiến lược, sưu tầm tài liệu về các loại vũ khí.Chỉ trong một thời gian ngắn Lễ đã tốt nghiệp và có được bằng của nhiều trường đại học của Pháp: kỹ sư cầu đường, kỹ sư điện, cử nhân toán, kỹ sư hàng không và nhiều chứng chỉ khác ở trường về mỏ, bách khoa... Và sau 11 năm tìm kiếm, ông đã tích lũy được khối kiến thức khổng lồ về vũ khí, khoa học quân sự, khối lượng tài liệu ước lượng khoảng 1 tấn. Tất cả cùng với trí tuệ tôi rèn nhiều năm là hành trang được ông mang về nước phục vụ cuộc chiến đấu của dân tộc.Tháng 6/1946, Chủ tịch Hồ Chí Minh sang thăm Pháp và tham dự hội nghị tại Fontainebleau, tranh thủ cơ hội đàm phán để kéo dài thời gian hòa hoãn nhằm chuẩn bị cho toàn dân bước vào cuộc kháng chiến trường kỳ.Phạm Quang Lễ có dịp gặp gỡ với Chủ tịch Hồ Chí Minh qua các buổi giao lưu cùng các nhân sĩ, trí thức người Việt đang làm việc và học tập tại Pháp. Ông đã trình bày với Bác nguyện vọng và những thành quả mình thu thập được trong khoảng thời gian miệt mài học tập, làm việc tại Pháp, những kinh nghiệm rút ra từ cuộc Chiến tranh thế giới thứ hai.Ngày 16/9/1946, Chính phủ Pháp bố trí một chuyến tàu hỏa đưa Bác Hồ cùng đoàn gồm 4 Việt kiều về nước: Kỹ sư Phạm Quang Lễ, bác sĩ Trần Hữu Tước, kỹ sư Võ Quý Huân và kỹ sư Võ Đình Quỳnh. Trong một cuộc trò chuyện trên tàu, Bác Hồ đã hỏi hai câu khiến Phạm Quang Lễ nhớ mãi.“Câu thứ nhất: "Bây giờ ở nhà cực khổ lắm, chú về có chịu nổi không?". Tôi trả lời: "Thưa Bác tôi chịu nổi". Câu thứ hai bác hỏi: "Bây giờ ở nhà kỹ sư, công nhân về vũ khí không có, máy móc thiếu, liệu chú có làm được việc không?". Tôi nói: "Thưa Bác, tôi đã chuẩn bị 11 năm rồi và tôi tin là sẽ làm được", GS Trần Đại Nghĩa viết trong hồi ký.Vậy là từ thời khắc đó, chúng ta có Cục trưởng Trần Đại Nghĩa, ông "Vua vũ khí" của Việt Nam. Người đã góp phần không nhỏ vào cuộc kháng chiến giành lại độc lập của dân tộc