Цянь Сюэсен родился в старом Китае, в городе Ханчжоу. С 1935 по 1955 год учился и работал в США, в Массачусетском и Калифорнийском технологических институтах. Он принимал участие в проекте "Манхэттен" (создание американской атомной бомбы) и был одним из основателей Лаборатории реактивного движения в Калифорнийском технологическом институте, которая до сих пор остается одним из важнейших учреждений американской космической программы.

Цянь Сюэсень был депортирован из США во времена разгула там маккартизма. Цянь Сюэсеня обвинили в том, что он симпатизирует китайским коммунистам, и выслали из США. В 1955 году Цянь Сюэсень решил вернуться на родину, там он продолжил свою научную и практическую деятельность.

Результаты его исследований легли в основу космической программы КНР. В частности, он занимался разработкой межконтинентальной ракеты «Дунфан», результаты его исследований активно использовались при создании ракеты «Чанчжэн» /»Великий поход»/. Именно она в 2003 году вывела на орбиту корабль «Шэньчжоу» с первым китайским космонавтом на борту. Многие ученики Цяня стали впоследствии выдающимися учеными, также обеспечившими впечатляющие успехи народного Китая в сфере освоения космического пространства.

При жизни Цянь Сюэсэнь был отмечен множеством государственных наград, в том числе почетным званием «Ученый, внесший выдающийся вклад в развитие Китая» и золотой медалью «Герой-отличник». В его честь назван астероид 3763, открытый 14 октября 1980 года в обсерватории Цзыцзиньшань. А в 2007 году Цянь Сюэсень был назван «чеовеком года» по версии журнала «Aviation week and space technology». Сообщение об этом было опубликовано в номере журнала, вышедшем 7 января 2008 года. В редакционной статье указывалось, что такое решение было принято в связи с крупными достижениями китайской космонавтики в 2007 году, в частности: осуществление лунной миссии аппарата «Чанъэ-1».