這兩年牛頓是在一個(gè)非常安靜的環(huán)境里集中思考他所關(guān)注的幾個(gè)問題，并且取得很大的進(jìn)展。在這兩年多時(shí)間里，他發(fā)明了流數(shù)術(shù)（微積分），發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，通過實(shí)驗(yàn)證明了白光由各種顏色的光所組成。這短暫的時(shí)光成為牛頓科學(xué)生涯中的黃金歲月，他的三大成就：微積分、萬有引力、光學(xué)分析的思想就是在這個(gè)時(shí)期孕育成形的，他的所有這些成就都是在25歲以前取得的。可以說此時(shí)的牛頓已經(jīng)開始著手描繪他未來人生科學(xué)創(chuàng)造的宏偉藍(lán)圖。

災(zāi)難給人們帶來了只能呆在家里，不能出行這樣大的麻煩，但是它卻給了牛頓一個(gè)靜心思考問題的絕好機(jī)會(huì)。

1667年復(fù)活節(jié)后不久，牛頓返回到劍橋大學(xué)，10月被選為三一學(xué)院初級(jí)院委，翌年獲得碩士學(xué)位，同時(shí)成為高級(jí)院委。1669年，巴羅為了提攜牛頓而辭去了教授之職，推薦26歲的牛頓繼任盧卡斯講座教授。巴羅讓賢，在科學(xué)史上一直被傳為佳話。1672年牛頓成為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，1703年他成為皇家學(xué)會(huì)終身會(huì)長(zhǎng)。

牛頓并不善于教學(xué)，他在講授最新發(fā)現(xiàn)的微積分時(shí)，學(xué)生都不能理解，接受不了。但他在解決疑難問題方面的能力卻是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了常人。還是學(xué)生時(shí)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了一種計(jì)算無限量的方法。他用這個(gè)秘密的方法，算出了雙曲面積到二百五十位數(shù)。他曾經(jīng)用高價(jià)購(gòu)買了一個(gè)棱鏡，并把它作為科學(xué)研究的工具，用它試驗(yàn)了白光分解為的有顏色的光。開始他做觀察和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)都只是作為一種個(gè)人的消遣，為的是使自己在寂靜的書齋中解悶，因此他并不愿意發(fā)表他所觀察到的事實(shí)。他獨(dú)自遨游在自己創(chuàng)造的非常有趣的世界里。后來，在好友哈雷的竭力勸說下，牛頓才勉強(qiáng)同意出版他的手稿，才有這本劃時(shí)代巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的問世。

作為大學(xué)教授，牛頓非常忙碌，在人們的印象中，他是一個(gè)不修邊幅的人。他常常是不結(jié)領(lǐng)帶，襪帶也沒系好，連馬褲的紐扣都沒扣好就走進(jìn)了大學(xué)餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時(shí)思想又開了小差，他腦海了只剩下了無窮量的二項(xiàng)式定理。他抓住姑娘的手指，錯(cuò)誤的把它當(dāng)成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得姑娘大叫，離他而去。

牛頓是極坐標(biāo)的創(chuàng)始人。牛頓在代數(shù)方面也作了經(jīng)典的貢獻(xiàn)，他大大推動(dòng)了方程論。他發(fā)現(xiàn)實(shí)多項(xiàng)式的虛根必定成雙出現(xiàn)。牛頓還設(shè)計(jì)了"牛頓方法"。