Com 22 anos, começa a formular sua geometria analítica e seu "método de raciocinar corretamente". Lança as bases do método científico moderno ao romper com a filosofia aristotélica em 1619 e propor uma ciência unitária e universal. Sua principal obra é o Discurso do Método (1637), na qual apresenta a premissa de seu método de raciocínio - "Penso, logo existo!"
Nessa obra expõe as quatro regras para chegar ao conhecimento: nada é verdadeiro até ser reconhecido como tal; os problemas precisam ser analisados e resolvidos sistematicamente; as considerações devem partir do mais simples para o mais complexo; e o processo deve ser revisto do começo ao fim, para que nada importante seja omitido.
Escreve ainda Meditações da Filosofia Primeira (1641) e Princípios de Filosofia (1644). Em 1649 vai trabalhar como instrutor da rainha Cristina na Suécia. Morre de pneumonia no ano seguinte, em Estocolmo.