這兩年牛頓是在一個非常安靜的環(huán)境里集中思考他所關(guān)注的幾個問題，并且取得很大的進展。在這兩年多時間里，他發(fā)明了流數(shù)術(shù)（微積分），發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，通過實驗證明了白光由各種顏色的光所組成。這短暫的時光成為牛頓科學(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時期孕育成形的，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靜心思考問題的絕好機會。

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)院初級院委，翌年獲得碩士學(xué)位，同時成為高級院委。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)會會員，1703年他成為皇家學(xué)會終身會長。

牛頓并不善于教學(xué)，他在講授最新發(fā)現(xiàn)的微積分時，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遠超過了常人。還是學(xué)生時，牛頓就發(fā)現(xiàn)了一種計算無限量的方法。他用這個秘密的方法，算出了雙曲面積到二百五十位數(shù)。他曾經(jīng)用高價購買了一個棱鏡，并把它作為科學(xué)研究的工具，用它試驗了白光分解為的有顏色的光。開始他做觀察和實驗現(xiàn)都只是作為一種個人的消遣，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。他獨自遨游在自己創(chuàng)造的非常有趣的世界里。后來，在好友哈雷的竭力勸說下，牛頓才勉強同意出版他的手稿，才有這本劃時代巨著《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了大學(xué)餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時思想又開了小差，他腦海了只剩下了無窮量的二項式定理。他抓住姑娘的手指，錯誤的把它當成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得姑娘大叫，離他而去。

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