1995年，杨振宁在汕头大学参加某个国际物理学家大会，由大一学生翁帆负责杨振宁夫妇的接待工作，两人就此相识，并一直保持联系。杨振宁第一任夫人病逝后，他们的交往多了起来，并产生感情。2004年12月24日，82岁的杨振宁和28岁的翁帆步入婚姻殿堂。

在中国的社会，对老夫少妻的成见向来是不少的，这也是杨振宁即便在与翁帆结婚后也一直在想的问题。2007年，杨振宁出版了《人间重晚晴：杨振宁翁帆访谈录》，谈及二人的感情：“这个不赞成（指老夫少妻），我还可以了解。和翁帆结婚使得我的生命里有了一个延续。当然活到90多岁的人现在也很多。照我目前的情形看的话，我想5年之内不出毛病，应该是可以相信的。我就拿这个来做我们日常的希望。”

据《汕头都市报》，翁帆的父亲翁云光接受采访时坦然说道：“我们完全理解和支持女儿的选择。小帆愿意为照顾杨教授的晚年生活作出牺牲，这是一种美德，也是光荣！”

2015年，在《杨澜访谈录》中，杨振宁和翁帆分享了他们的婚姻生活和心路历程。杨振宁曾表示，他一生中在很多关键时刻都不自觉地走了正确的道路，包括与翁帆求婚。他称翁帆是“上帝给我的最后的一个礼物”，并相信他们的婚姻将来会被看作是一个美好的罗曼史。