У XX столітті вивчення математичної логіки забезпечило необхідний прорив, який зробив штучний інтелект позірно правдоподібним.
Основи заклали такі праці як «Закони мислення» Буля та «Begriffsschrift» Фреге.
Спираючись на систему Фреге, Расселл та Вайтгед представили формальне викладення основ математики у своєму шедеврі, «Principia Mathematica» 1913 року.
Надихнувшись успіхом Рассела, Давид Гільберт викликав математиків 1920-х і 30-х років відповісти на фундаментальне питання: «чи можливо формалізувати все математичне міркування?» Відповідь на його питання дали доведення неповноти Геделя, машина Тюрінга та лямбда-числення Черча.