当启蒙运动展开时，牛顿和伽利略跃升到相同的地位，被当作回应培根号召的人物当中最具影响力的英雄。牛顿是一位不断追求新视野、极具机智和才气的人，他发明微积分比莱布尼茨早，不过莱布尼茨使用的数学符号比较清楚，成为我们目前所采用的版本。微积分和相关的解析几何是物理学上最重要的两项数学工具，随后也被应用到化学、生物学和经济学上。牛顿也是极具创造力的实验学家，他领先体认到，科学上的一般定律可以经由巧妙地操控物理过程而获得。他在三棱镜的研究中，指出光的折射和颜色之间的关系，并进一步显示太阳光的复杂本质，以及彩虹的形成原因。这个实验和许多伟大的科学实验一样简单，任何人都可以很快地重复。让阳光透过三棱镜，其中具有不同波长的光线就会折射成由不同颜色构成的可见光谱；之后，这些可见光可以再透过三棱镜折射回去，产生太阳光。牛顿利用这个发现，建造了第一台反射式天文望远镜，这个极为卓越的仪器在一个世纪之后，由英国天文学家赫歇尔加以改良，并应用至今。
牛顿在1684年用公式表示了与质量和距离相关的万有引力定律，接着又在1687年用公式表示三大运动定律。这些数学公式是现代科学上的第一个重大突破。牛顿指出，根据力学的基本原理可以推导出哥白尼所假设的行星轨道，这些轨道先前已由开普勒证实是椭圆形的。牛顿的运动定律很明确，而且可以被应用到所有的非生物上，从太阳系到一粒细沙。他说，宇宙不仅具有规律，并且可以被理解。至少，神的壮观设计有一部分可以用简短的几行公式写在纸上。牛顿的成功，使笛卡儿的化约主义成为一种神圣的研究科学方法。
由于牛顿在以前由魔法所支配的混乱领域建立起了秩序，所以对启蒙运动造成极大的影响。诗人蒲柏以著名的对韵向他祝贺：
自然和自然律隐藏在黑夜里，
上帝说：“让牛顿出现！”之后便到处是光。
（Nature and Nature’s laws lay hid in night:
God said, “Let Newton be!” and all was light.）
也许并不是“到处”，可能还没有达到那个境界。但是，万有引力定律和运动定律的建立是很重要的开端。这些定律使得启蒙学者开始思考：我们为什么不能在人情世故上也找到一个牛顿式的解答？这个想法发展成了启蒙运动进程的主要支柱之一。直到1835年，凯特莱才提出“社会物理学”（social physics），随后出现的“社会学”就是以此为基础的。同时代的孔德也相信，真正的社会科学不可置疑地必将出现。他说：“既然人类不允许漫无边际地思考化学和生物学，何以要允许政治哲学上的恣意思考？”这个说法和孔多塞的想法相互辉映。人类毕竟只不过是极端复杂的机器，为何他们的行为和社会机构不遵守某些尚未定义的自然律？
