В 1950 году британский математик Алан Тьюринг опубликовал в журнале «Mind» статью «Вычислительная машина и интеллект», в которой описал тест для проверки программы на интеллектуальность. Он предложил поместить исследователя и программу в разные комнаты и до тех пор, пока исследователь не определит, кто за стеной – человек или программа, считать поведение программы разумным. Это было одно из первых определений интеллектуальности, то есть А. Тьюринг предложил называть интеллектуальным такое поведение программы, которое будет моделировать разумное поведение человека. В настоящее время уже существуют и активно эксплуатируются системы искусственного интеллекта, общение с которыми человек не может отличить от общения с другим человеком, то есть уверенно проходящие тест Тьюринга.
В 1956 году прошёл первый большой научный семинар, посвящённый искусственному интеллекту. Вскоре после его окончания (1956—1959 гг.) Джон Маккарти разработал LISP – язык программирования, впоследствии широко применявшийся для разработки СИИ.
В 1958 Френк Розенблатт разработал однослойный перцептрон и продемонстрировал его возможности для решения задач классификации. Перцептрон до сих пор используют для решения задач распознавания образов, прогнозирования погоды и в других приложениях ИИ
В 1959 году Гербертом Саймоном и Клиффордом Шоу был создан так называемый «Универсальный решатель задач» (англ. General Problem Solver, GPS) – компьютерная программа, в которой впервые были разделены знания и правила вывода. Программа успешно самостоятельно воспроизводила доказательства теорем эвклидовой геометрии и логики предикатов, решала шахматные задачи и другие головоломки, но реальные задачи решать не могла, поскольку для них поиск цепочки логического вывода приводил к непосильному для обработки компьютером в ограниченное время числу перебора промежуточных шагов.
В 1964 году Сергей Маслов опубликовал работу «Обратный метод установления выводимости в классическом исчислении предикатов», где впервые был предложен метод автоматического поиска доказательства теорем на основе исчисления предикатов.
В 1965 году в Стэнфордском университете создана экспертная система Dendral, предназначенная для определения молекулярной структуры неизвестного органического соединения, использовавшая эвристические знания и достигшая уровня эксперта в данной области.
С 1965 года начинает разрабатываться теория нечётких множеств. В 1965 году Лофти Заде в работе «Нечеткие множества» изложил основы математического аппарата теории нечётких множеств и в 1969 году представил её развитие в работе «Нечёткие алгоритмы».
В 1966 году Валентин Турчин разработал язык программирования Рефал, предназначенный для символьных вычислений (алгебраические преобразования); переводов с одного искусственного или естественного языка на другой; решения задач искусственного интеллекта.
В 1968—69 гг. психолог Росс Квиллиан ввёл понятие семантических сетей для моделирования структуры долговременной памяти человека. В дальнейшем семантические сети стали одним из наиболее популярных способов представления знаний, особенно в системах машинного перевода.
В 1969 году Марвин Минский опубликовал формальное доказательство ограниченности перцептрона и показал его неспособность решать задачи с инвариантностью представлений. Результатом этого стало резкое снижение интереса исследователей проблем ИИ к нейронным сетям.
