杨振宁和杜致礼感情日渐成熟，在准备结婚以前写信告诉了父母亲。杨武之给杨振宁写了一封长信，对于杨振宁的婚事提了一些看法，其中一点是当时杜聿明在中国还是阶下囚，应该考虑有什么影响。另外杜致礼出身将门之家，她的几个弟弟当年在昆明上学骑马当街而过给人的表面印象，也使得杨武之担心双方家世生活差距会有影响。
1950年8月26日，杨振宁和杜致礼结婚。婚礼在普林斯顿神学院的教堂举行，由于双方的家长都无法来参加，典礼是由在昆明时代就和双方都熟识的清华大学前校长梅贻琦，代表女方家长将杜致礼交给杨振宁。行礼以后，在楼下大厅举行了一个酒会，有七八十个宾客参加。
杨振宁和杜致礼结婚以后，就搬到普林斯顿高等研究院的公寓去住。那些公寓原来是军营的房子，比较简陋，房里取暖都要把煤放到煤炉里面去烧，晚上还得把灰弄出去。杜致礼原来还预备回学校去念书，但是她念的那所天主教女子学院规定，结了婚的学生就不能再回去，加上杜致礼不久就怀了孕，而且害喜吐得很厉害，弄到要住到医院里面一两个礼拜，搞得两人生活大乱，十分狼狈。
1950年，奥本海默给了杨振宁一个五年的聘约，并且把薪水涨成一年5500美金，杨振宁因为杜致礼以及其他的原因，拒绝了芝加哥大学和罗切斯特大学对他的邀聘。那一年他虽然发表了好几篇论文，不过都是在8月结婚以前完成的。
在这几篇论文当中，有一篇叫作《一个粒子湮灭成两个光子的选择定则》。这篇论文起因是1949年杨振宁还在芝加哥大学时，在一个讨论会上，有人提到加州大学伯克利分校发现了π介子湮灭成两个光子的实验结果。在那个讨论会上，泰勒发表了一个看法，但是因为论据简陋、经不起推敲，所以很快就被大家辩倒了。
杨振宁回去以后一两天，就把这个问题完全弄清楚了，后来论文在1950年1月刊在物理科学最具代表地位的《物理评论》(Physical Review)上。杨振宁这篇论文发表的时候，苏联的大物理学家，后来在1962年得到诺贝尔奖的朗道也写了一篇讨论这个问题的论文，但是杨振宁的论文写得更好一些。这一篇论文和他的博士论文，都是讨论对称方面的文章。这两篇论文发表以后，杨振宁在物理学关于对称性的领域已经相当出名了。
1951年初，杨振宁开始深入研究伊辛模型(Ising model)的问题。伊辛模型是统计物理中一个著名的研究磁铁磁性的数学模型，该模型曾经在20世纪40年代由挪威的一位大科学家昂萨格(Lars Onsager)做出过令人称奇的突破。杨振宁在西南联大做硕士论文时听到王竹溪告诉他以后，就对这个问题深感兴趣，但是却一直没有弄清楚其中的道理。
1949年11月，他听到卢廷格谈起昂萨格的女学生考夫曼(Bruria Kaufman)把昂萨格的办法简化以后，就积极地开始再次研究这个问题，到1951年初就得到一些概念上的突破。
1951年的1月到6月，杨振宁开始了他物理生涯中最长的一个计算，到6月下旬，他终于把整个计算研究完成了。那个暑期他正在伊利诺伊大学访问，一个礼拜之后，他的长子杨光诺(Franklin Yang)就出生在伊利诺伊大学所在的香槟城。
杨振宁这一篇有96个公式、讨论二维伊辛模型的论文，很快在9月份的《物理评论》上刊登出来，这不但是杨振宁在统计物理领域的重要起步，也使他后来继续在统计物理方面做出了世界上数一数二的顶尖成就。
