这一夜，陈立夫等在附近找了个小旅馆住下。到了第二天下午，便得到福特维修服务站的通知，摔坏的车已完全修好，这种高效率的服务精神，给陈立夫留下良好印象。3人惊魂未定，对于是否继续旅行发生分歧，结果，陆子冬决定放弃旅行，陈立夫与徐恩曾立场坚定，继续结伴前行。 由于吸取了教训，徐恩曾驾车十分谨慎，因此一路十分顺利。在费城，他们参加了中国同学会的年会，结识了好多朋友。随后他们前往芝加哥，参观了一个规模极大的屠宰场，只见活生生的猪、牛从这边进去，不一会，就已经宰割洗净，从另一边出来，一部分是准备冷藏的肉，另一部分是装好了的罐头食品，令陈立夫等叹为观止。他们又到波士顿，然后至大西洋城，观赏了那里正在进行的选美比赛，那争奇斗艳的花车游行，那花样百出的泳装表演，令陈立夫等目不暇接。在玩了纽约、华盛顿后，他们还去观赏了尼亚加拉大瀑布的壮观景象，并到了加拿大的边界。接着他们南行到了底特律，参观了著名的福特汽车厂，该厂分工之细，生产之快，效率之高，令陈立夫等大开眼界。 一路上，陈立夫与徐恩曾游览风光、深入社会、参观工厂、了解民情，对美国有了一个粗略的了解。

这次美国大旅行，对陈立夫触动很大，回到匹兹堡后，他总是考虑这样一个问题，为什么中国如此落后，什么时候中国也能有美国这样的繁荣和发达。于是，他常和同学讨论中国政治，并开始接触孙中山的思想，特别是关于三民主义和建国方略的论述。对于孙中山，陈立夫还在上海读中学时，曾随陈果夫听过他的演讲，但并无太深的印象，现在读他的书，才引起共鸣，正如陈立夫后来所说：“将孙中山先生的实业计划详为研读，深佩其见解独到精辟，诸如公路、铁路之修筑，三大港口之兴建，其他各类工业之发展，这些都是建国之根本。……我始终认为孙中山先生的革命工作，实在是建国的首要步骤，国内的军阀一天不打倒，国家的统一与建设就一天无法开始。”于是，不过问政治，不参加政党的陈立夫转变了观念，在匹兹堡的留学生中，他第一个提出申请，于1924年在旧金山正式加入了中国国民党。 为了更好地了解现代化的煤矿工作，好将来回国服务，陈立夫开始在美国找工作，最初在一家砖厂任职，从混土、切割，到加热等工作都一一做过。一个多月后，陈立夫终于找到他理想的工作，正式进入匹兹堡煤矿公司，开始了矿坑的本行工作。

为了掌握不同煤矿的不同情况与需要，陈立夫在短短六个月中，换了三种不同类型的煤矿工作，学到了很多知识，积累了可贵的工作经验。后来，他转到史克兰敦白煤矿区的麦文矿业公司工作，该公司有工人4000多人，规模相当大，机械化程度也高，陈立夫在这里工作了8个多月。 陈立夫虽是硕士生，由于是中国人，还是受到少数自认高贵的美国人歧视。有一次，一个叫约翰的电气修理师，指使陈立夫替他找锤子，陈立夫只找到一把破旧的锤子，约翰轻蔑地说：“这锤子像你们中国人。”陈立夫一听，怒火中烧，便和约翰打了起来，事情闹到公司，陈立夫据理力争：“他侮辱我的国家，我不能原谅他。”公司只好认定“陈是对的”。还有一次，矿内的抽水机坏了，一个美国修理工弄了半天没修理好，领班便让陈立夫去修，陈立夫明白，全场的人都看着他，所以一定得把机器修好。由于他平时有实际经验，一会儿，机器修复了，使得在场的美国人都对这个中国青年刮目相看。由此，陈立夫汲取了一个经验：“中国人应该有自信。”有一天，陈立夫应邀到教堂参加美国人举行的一个晚会，其中有个节目是让大家轮流从一个箱内抽取纸条，回答上面所提的问题。

陈立夫抽到的纸条上写着：“1924年发生的最大事件是什么？”陈立夫即慷慨陈辞：“1924年发生的事件中，最大和最重要的就是美国立法禁止中国工人入境，这种排华举动完全违反了基督徒博爱平等的精神，也与美国的民主立国精神背道而驰。”陈立夫的话字字铿锵，落地有声，赢得了全场热烈的掌声。这件事使陈立夫认识到，国家的尊严是最重要的，同时，广大美国人民对中国是友好的。 采矿业是高风险工作，陈立夫也常遇到这种危险。一次收工的时候，他最后一个离开坑道，还没走到坑口，觉得有什么东西忘记了拿，便转身往回走，刚走几步，听到砰地一声，顶架倒塌了，整个坑道一片漆黑，由于陈立夫平常对坑道十分熟悉，竟然在漆黑的坑道中，摸索到了一个小洞钻了出来，逃过了一劫。 还有一次，陈立夫和一名修理工正在矿下修理坑门，他突然敏感地听到一种异常的声音，便急忙拉着同事向后跨了一步，刹那间，一辆吊车滑下，将坑门砸得粉碎，陈立夫又躲过一难。 虽然如此，陈立夫仍然热爱煤矿工作，不放过任何学习机会，在所有来美学矿业的同学中，他是在坑道内工作最久的一人。

他对坑道里的撑木、通风、排水、装运、钻探、采煤、装电线、修铁路，甚至驾驶地下电车等，都亲自学过和做过，这些，使他学到了很多知识，积累了很多经验。除此外，他还虚心学习美国的管理经验，美国在企业管理中，鼓励工人提合理化建议，以及分层负责的制度，对陈立夫印象尤深。陈立夫在美国勤恳工作，努力学习，他希望自己能成为一名优秀的工程师，将来回国后促进中国工业的发展。 本来，陈立夫在美国，“眼见异邦的发展与建设，益感返国献身革命和参与国家建设的重要”，后来，继祖母杨太夫人的逝世，使他心中涌起了思乡和怀亲之念。再加上他大哥陈果夫这时函电交催，说他在美国已完成学业，又工作多时，现在也该回国服务，献身革命和建设工作了。在这种情况下，陈立夫决定回国。 带着一丝羁旅天涯的愁肠，怀着满腔赤子报国的热情，青年陈立夫于1925年9月，在温哥华登上一艘油轮，踏上了返国的航程。