1906年，16歲的楊步偉進入旅甯女校，開始接受新的思想，在這裡，她懂得男女平權，婚姻自由，在新思想的沖擊下，16歲的楊步偉，對父母不經過自己同意，早早将自己許配給自己并不喜歡的表弟，越發不滿，一放假便火急火燎回家，與祖父說起此事！
楊步偉的祖父名叫楊仁山，是是中國佛教協會創始人，早年間便提倡廢除纏足，是一個豁達開明的老爺子，當孫女楊步偉提出婚姻大事，應該由自己決定時，老爺子立馬舉雙手贊成，但卻對楊步偉說：“你是成年人，有自己的權利，但要處理好此事，免得傷了和姑姑表弟的情誼！”，有這樣的祖父，不得不說，是楊步偉的幸運！
後來，楊步偉給姑姑寫了退婚信，言語很是誠懇，态度很是恭敬，可即便如此，姑姑還是不同意，他的父親更是暴跳如雷，說要将楊步偉處死，但在祖父楊仁山的支援下，楊步偉還是退婚了，可也因為此事，楊步偉的父親和她冷戰了8年！
退婚後，楊步偉身心愉快，一門心思投入到學業中，先是在上海求學，然後又到日本學習，待她成為女醫學博士回國時，已經是1919年，此事的楊步偉已經30歲，是個大齡剩女了，楊步偉的婚事，很是讓家人着急上火！
回國不久，楊步偉便與自己的一位女同學李貫中在北京合開了一家“森仁醫院”，不久，便遇到了相伴60年的丈夫趙元任！
當時的趙元任在清華大學教授實體、數學和心理學課程，簡直就是一位全能型人才，要知道，當時的趙元任才28歲！
1920年9月的一天，趙元任在外面忙到很晚，等到回校的時候，西直門已經關了大門，無奈隻能去表哥龐敦敏家過夜，巧的是當天晚上，龐敦敏正宴請日本留學歸來的朋友，楊步偉和李貫中便在其中！
很開，趙元任便被楊步偉吸引，楊步偉不同于當時民國女子的羞澀矜持，在席間表現的是落落大方，趙元任是一見傾心，原本不愛熱鬧的他，表現的是異常積極，然而，趙元任的追求方式實在是蹩腳，竟然引起楊步偉好友李貫中的誤會！
自從那次相見後，趙元任便開始與楊步偉接觸，經常往森仁醫院跑，但楊步偉是醫生，總是很忙，趙元任去了醫院，接觸李貫中的時間，比楊步偉還要多，時間一長，李貫中便誤會了，以為趙元任喜歡的是自己，而楊步偉，也沒有發現，趙元任的目光，經常是落在自己身上，還傻乎乎的撮合二人！
後來，李貫中終于察覺到了異常，還指責楊步偉“第三者”插足，破壞自己和趙元任的感情，反應遲鈍的楊步偉是一頭霧水，直到趙元任向她表白，才知道趙元任喜歡的一直都是自己！
經過一番思想鬥陣，楊步偉終于做出決定，即便得罪朋友李貫中，也好和趙元任在一起，1921年，32歲的楊步偉，和29歲的趙元任步入婚姻殿堂，證婚人是胡适和朱徽，婚禮很簡單，隻請了親朋好友，而且還注明，不收彩禮！
婚後，楊步偉和趙元任生活的很是幸福，雖然難免磕磕絆絆，但二人互相妥協，互相體諒，很快便成了民國模範夫妻，互相攜持，風風雨雨度過了60個春秋，直到1981年，92歲的楊步偉病逝！
作為民國模範夫妻，而且一個是醫學女博士，一個是留美博士，他們對子女的教育，當然也非同尋常，二人一生生育4個女兒，長女趙如蘭是哈弗大學首位女教授，而且還是美國工程科學院院士，美國科學院院士，中國科學院外籍院士；次女趙新娜也不差，畢業于哈弗大學，是長沙中南礦冶學院教授；三女趙來思，是加州大學博士，出版過23本書；四女兒趙小中，是實體碩士生！