巴门尼德否定运动与变化，以反对赫拉克利特的流动而不稳定的形而上学，另一方面又以一元论反击后期毕达哥拉斯派的原子论。因他们曾将创立者的“数字之说”发展成一个理论：所有物体以其不可分单元的意义来说，皆由数所组成。当底比斯的菲洛劳斯补充说“一切事物都由于需要与调和而发生”时，希腊哲学的原子论派的基本工作已准备妥当。
约公元前435年，小亚细亚米利都的利西帕斯来到埃里亚，并且在芝诺门下受业。或许就在那里，他听到了毕达哥拉斯派的数量原子论，因为芝诺很多微妙的、似是而非的论点，是针对这种多元论而发的。利西帕斯终于在伊奥尼亚的色雷斯一个繁华殖民地阿夫季拉定居下来。他亲自教授的哲学，仅有片断遗留下来：“事情的发生不会没有理由，凡事的发生一定有其原因，有其需要。”利西帕斯研究“太虚”的观念，或许是为了答复芝诺与巴门尼德的问题。他希望借这种方法使运动在理论上成为可能，并且使其在感觉上成为真实的。宇宙，利西帕斯说，包含着原子与空间，此外别无他物。旋转着的原子，借自然力排列成一切物质的原形，物以类聚，星球与星星由此而生。所有东西，甚至人的灵魂，都是由原子组成。
德谟克利特和利西帕斯共同研究原子论哲学，使其成为完整的唯物论，他是利西帕斯的弟子或同事。据说，他从父亲那里继承了100塔伦（60万美元），这笔钱他大部分用于旅行。未经证实的故事说他曾远游埃及、伊索匹亚、巴比伦王国、波斯及印度。“在我的同时代人中，”德谟克利特说，“数我走过的地方最多。为了搜求最偏远地方的事物，我曾历经了许多国家和气候，曾接触过许多思想家。” 他在底比斯停留相当久的时间，使自己有足够时间接受菲洛劳斯的数量原子论。他花完钱之后便成为哲学家，生活俭朴，专心致力于研究与沉思。他曾说：“我宁愿（在几何学上）发现一项证明，而不要波斯的王座。”他是一个很谦逊的人，他避免与人辩证和讨论，未曾创立学派，在他停留雅典期间，没有使自己见知于那里的任何一位哲学家。第欧根尼曾开列了一长串他的著作，包括数学、物理、天文、航海、地理、解剖生理、心理、心理疗法、医学、哲学、音乐以及艺术。色拉鲁斯称他为“五项全能”哲学家，而另一些和他同时代的人封他一个大智者的称号。他的领域与亚里士多德同样浩瀚，他的风格和柏拉图的一样受到崇高的赞美。培根始终称颂他是古哲学家中最伟大的一位。
像巴门尼德一样，他是以批评感知（senses）起家。作实际用途时，我们可以信赖感官，但是当我们开始分析其迹象，我们发现自感官所触及的颜色、温度、香味、酸、甜、苦、辣以及声音的一层之后，逐渐远离世界的外层，这些“第二重秉性”（secondary qualities）存在于我们自身或领悟的总过程之中，而不是在客观的物体上。在无耳的世界中，树木倒下来不发声，而海——不论其浪涛多么汹涌澎湃——不呼啸。“感觉上，甜是甜、苦是苦、热是热、冷是冷、颜色是颜色，但事实上，只有原子和空间。”因为感官只给予我们朦胧的知识或观念，真正的知识的由来仅能凭借观察及思想。“确切地说，我们一无所知。真理隐藏在深处……我们所知道的都不是确定的，只是由我们体内自然力冲击而产生的变化。”所有感觉皆由于物体散发原子而照射在我们感官上所致。所有感知都是接触的形式。
构成世界的原子，其形状、大小以及重量皆不同，全部都有下坠的趋势。在由此形成的旋转运动中，同类原子相聚集，因而产生星球与星星。没有智慧引导原子，没有恩培多克勒的“爱”或“恨”去区分它们，而是由内涵的本能支配一切。没有“机遇”（chance），“机遇”只是用来掩饰我们无知的借口。物质的量永远不变，物质既不能被产生，也不能被消灭，只有原子的组合会改变。但是，形式是无数的，即使是宇宙的形式也可能属于“无穷”数，在绚丽灿烂中形成并消失。有机物起源于潮湿的泥土。人类身上的每一部分皆由原子构成，构成灵魂的原子，细小、光滑而圆润，像火的原子一样。精神、灵魂、重要的热力、重要的精髓（vital principle），都是同样的东西，不限于人或动物，而是散布在整个世界，在人类与其他动物身上有我们认为分布全身的精神原子（mental atoms）。
不过，构成灵魂的这些精密的原子，是身体中最高贵、最神妙的一部分。智者培养思想，使自己不受制于热情、迷信及恐惧，而且从冥想与领悟中追寻人类生活里所能获得的最平凡的幸福。幸福不来自外在的物质，一个人“必须习惯于反身自求其快乐的源泉”。“精神修养优于财富……没有权势、没有金钱能胜过我们知识的扩张。”幸福是间歇性的，而且“声色之娱只能给予人短暂的满足”，人若能获得内心的平静与宁谧、真正的欢愉、节制以及生活上某种程度的秩序与和谐，其所能达到的满足则较为持久。我们可从动物那里学习许多东西——“向蜘蛛学习抽丝结网，向燕子学习筑窝，向夜莺与天鹅学习歌唱”，但是“体力的可贵仅限于动物，而性格的力量在人身上才弥足珍视”。因此，德谟克利特在其令人非议的形而上学之上建立一套最堂皇的伦理学。“良好的行为不应该出于强迫，而必须基于信心，不是为了希望获得报酬，而是为了自己好……一个人独自暗地里做坏事，要比在众目睽睽之下为恶，更应该感到羞耻。”
他以自己活到109岁（有人说只活到90岁）来说明其座右铭，并证实其规诫。第欧根尼告诉我们，当德谟克里特在群众前宣读其重要的作品《伟大世界》（Great World）时，阿夫季拉城赠送给他100塔伦（60万美元），但很可能阿夫季拉城已经贬低其币制。当人问到他长生的秘诀时，他说他每天吃蜂蜜，并用油沐浴。后来在他觉得活得够长的时候，他每天减少食量，决心慢慢地饿死自己。“他的岁数实在活得够大，”第欧根尼说，“而且看来奄奄一息。他妹妹担忧他会在农业及婚姻女神德墨忒尔节期间去世，而使她不能参加祭奠。他告诉妹妹不要发愁，要她每天给他送些热面包（或少量蜂蜜）。把面包放在他鼻孔前，他撑过了这个节日，当三天过去之后，他毫无痛苦地结束了他的一生，据希帕库斯告诉我们，他活到109岁。”
他的城邦为他举行国葬，莎士比亚的《雅典的泰门》（Timon of Athens）一剧曾赞美他。他未曾创立学派，但是提出了最著名的科学假设，并且建立了一个哲学体系，虽然受到每一个其他哲学派系所非难，但是比它们更能维持久远，而且在每一个时代中都重新出现。
