此後，在1945年的重慶談判中，由於王炳南在國統區人頭極熟，所以毛澤東在重慶期間特地請他擔任秘書。新中國誕生後，王炳南擔任政務院外交部辦公廳主任、部長助理，成為周恩來的得力外交助手。
有一就有二。從6月5日起，至6月21日，在日內瓦會議期間，中美代表就僑民和留學生問題進行了四次接觸。
日內瓦會議結束以後，這種接觸改為雙方駐日內瓦領事會談，從1954年7月29日至1955年7月15日，雙方領事共舉行了11次會談。
1955年7月13日，美國政府透過英國政府向中國政府建議舉行大使級會談。中國政府表示同意。雙方派出的代表是老對手，王炳南和約翰遜。
1955年7月25日，中國外交部成立了一箇中美會談指導小組，由周恩來直接領導。
1955年8月1日下午4時，中美大使級會談在日內瓦聯合國大廈舉行。
會談一開始，王炳南就宣佈：“大使先生，在我們開始討論之前，我奉命通知你下述訊息：中國政府在7月31日按照中國的法律程式，決定提前釋放阿諾德等11名在朝鮮戰爭期間俘獲的美國飛行人員。他們已經在7月31日離開北京，估計在8月4日可以到達香港。我希望，中國政府所採取的這個措施，將對我們的會談起到有利的影響。”
約翰遜當即向王炳南表示謝意。接著雙方先商談了會談議程，一是雙方僑民遣返問題，二是有爭執的其他實際問題。
8月2日，第二次中美大使級會談繼續舉行。
這一回，約翰遜首先發言：“美國人民關心中國繼續拘留的美國人，其中大部分關在監獄裡，有的得不到出境許可。現在還有36位美國平民被拘，此事影響美國人民及政府對中國的態度。”約翰遜隨即把36人名單交給王炳南。
王炳南則針鋒相對地指出，在美國的中國僑民，絕大多數的家屬都在中國大陸。由於美國政府的限制，他們不能自由回返他們的祖國，無法回到他們自己的家庭。這個問題不僅是他們所迫切要求解決的問題，也是中國人民和中國政府一向極為關切的問題。
約翰遜當場否認。他宣稱，美國政府在1955年4月就取消了扣留中國學者的法令，允許他們來去自由。
這時，王炳南大使當場揭穿約翰遜的謊言：“請問大使先生，既然美國政府早在今年4月間就取消了扣留中國留學生的法令，為什麼中國科學家錢學森博士還在6月15日寫信給中國政府請求幫助回國呢？顯然，中國留學生要求回國依然遭受美方的種種阻攔。據回國同學報告，錢學森被禁止離開他所在市界。”
王炳南大使同時還出示了錢學森的一封親筆信。
約翰遜看了錢學森的親筆信，無言以對，表示馬上向美國政府轉達。
8月8日，中美大使舉行第四次會談。
約翰遜告訴王炳南說，8月4日，在他們舉行第三次會談的時候，美國移民歸化局就已簽署同意錢學森離開美國並於8月5日通知到了錢學森本人。也就是說，在8月2日王炳南向約翰遜亮出錢學森的親筆信兩天後，美國政府就被迫同意錢學森回到中國。
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躲過特工寄出至關重要的信（1）
王炳南大使手中的錢學森親筆信，成為錢學森能夠回國的關鍵性檔案。
遠在美國，處於軟禁之中的錢學森，是怎麼寄出那封請求中國政府幫助他回國的信呢？
1955年5月，錢學森無意中在送來的菜籃底墊著的一張中文畫報上，看到了毛澤東主席在北京天安門廣場主持慶祝五一勞動節典禮的報道。突然，在長長的觀禮者的名單中，有一個熟悉的名字闖進錢學森的眼簾——