1945年，任新民赴美国密歇根大学学习工程力学专业。1948年，获得博士学位的任新民被美国布法罗大学聘用，他也是该校聘任的第一位中国讲师。在中华人民共和国成立前夕，任新民毅然决定返回祖国，为国出力，实现他报效祖国的夙愿。

几经辗转，他终于在1949年8月回到了阔别多年的故土，成为南京华东军区军事科学研究室的一名研究员。1956年，当钱学森开始负责组建我国导弹的专门研究机构——国防部第五研究院时，任新民任总体研究室主任、设计部主任等职，从此他的命运与中国航天事业紧紧联系在一起。1958年5月29日，聂荣臻向国防部五院部署P-2导弹仿制工作，这枚导弹被命名为“1059”，任新民被任命为“1059”的发动机总设计师。他同液体火箭发动机设计部以及承制单位的科技人员通力合作，虚心向苏联专家请教，硬是凭着蚂蚁啃骨头的精神，潜心研究，反复试验，终于解决了一个个的技术难题，成功实现了发动机材料、液氧、高压减压器等关键材料的国产化，不仅保证了“1059”导弹的仿制成功，增强了中国人的自信心，还为我国导弹事业走上独立自主的发展道路奠定了初步基础。

1958年的中共八大二次会议上，毛泽东第一次表示，我们也要搞人造地球卫星。该卫星被定名为“东方红一号 ”，而运载它的火箭是“长征一号 ”，任新民担任该型号的负责人。经过五年多的艰苦奋斗，1970 年 4 月 24 日，我国成功地用“长征一号”运载火箭发射了我国第一颗人造地球卫星，标志着中国掌握了研制多级运载火箭和发射人造地球卫星的技术，揭开了中国航天活动的序幕，“东方红一号”卫星被光荣地载入了中国航天史册。