1925年，24岁的施汝为先生成为清华大学物理系助教，在著名物理学家叶企孙先生的指导下开展科研工作，成为我国最早的现代磁学研究学者之一。他在而立之年发表了国内第一篇现代磁学研究论文，即《氯化铬及其六水合物顺磁化率的测定》，又获奖学补助赴美国留学，终获耶鲁大学物理系博士学位。但是，个人的成就，终究是要放在时代的洪流之中检验的。
在获得博士学位之后，施汝为没有留恋已经熟悉的大洋彼岸科研环境，而是毅然回到祖国的怀抱。那是1934年，全民族抗战的情绪日益高涨。施汝为决心为国家献出自己的平生所学。他的目的地是位于上海的物理研究所，在那里，他将建立我国第一个现代磁学研究实验室。
施汝为研究镍-钴合金单晶体的磁各向异性，又研究铁-钴、镍-钴合金和纯钴多晶体的磁性，还研究了热处理和磁场热处理对磁性的影响，但他研究这些并不为了发表论文，也不是为了向企业卖钱，更不是为了拿到国外获奖，而是为了国家的国防和工业。
1940年，施汝为与夫人顾静徽及赵忠尧夫妇在昆明。在桂林期间，他和他的同事们克服了气候不利于实验、日军战机轰炸等诸多困难，坚持科学研究。他还参与了李四光先生的桂林科学实验馆，研制了收发报机、振子整流器、探矿仪等许多急需的设备。
1956年12月，施汝为在向党组织递交的《入党申请书》中写道：“我决心要求参加组织，为的是更坚定自己的斗争意志，明确奋斗目标……加速自我改造，使工作做得更好……”他以实际行动践行了自己的誓言。
1958年，中国科学技术大学正式成立，施汝为参加物理系的筹建工作，兼任该系系主任。严济慈、吴有训、华罗庚、钱学森、郭永怀等一大批著名科学家兼任教师亲自授课。他培养的学生，很多成为我国各研究单位和科研单位的磁学骨干人才。