1685年，牛顿开始撰写他的力学巨著。
这部著作的写作过程并不十分顺利。牛顿曾一度因为它占用自己太多的时间，使他没有时间做其他的研究，而试图放弃；另外，经费的短缺也曾使他灰心丧气，想罢手不写。
多亏哈雷不懈的鼓励和始终如一的支持，经过艰辛的写作，1687年4月，牛顿的著作终于全部完成了。他将其命名为《自然哲学的数学原理》（简称《原理》）。
1687年7月5日，《原理》一书正式出版。该书是牛顿用当时科学界通用的书面语拉丁文写成的，全书分为3卷。
《原理》对前人自然科学成果做了系统的总结，并且在万有引力作用下建立了新的宇宙秩序，同时，提出了新的力学概念。它的诞生使牛顿从近代物理学中脱颖而出，并且使天体力学得以创立。牛顿因而成为了继往开来的伟大人物。
在牛顿生活的时代，人们普遍接受的是笛卡尔的自然哲学，因而，牛顿的一系列违背笛卡尔自然哲学的新理论，自然受到了学者们广泛的怀疑。另外，《原理》也遭到了宗教界人士的强烈反对。他们认为牛顿亵渎了万能的上帝，认为《原理》具有明显的反神创论倾向。
随着时间的推移，越来越多的天文现象证实了万有引力定律的正确性。第一个证明万有引力定律正确性的是对地球形状的证明。
早期天文学家认为，地球是椭圆球体，即赤道扁平，两极隆起。而牛顿在《原理》一书中根据万有引力的理论指出，地球是两极略为扁平、赤道部分微微隆起的椭圆球体。
1735年和1736年，法国科学院先后组织了两次远征队，前往赤道地区进行大地测量，测量的结果表明牛顿的观点是正确无误的。
在天文学中，万有引力得以证实的著名例子是它预言了哈雷彗星的回归。
牛顿在《原理》中指出，万有引力定律适用于太阳系乃至宇宙中的一切天体。根据这一论断，天文学家哈雷联想到，彗星是太阳系中的一个天体，那么，它的运动规律也必定符合万有引力定律。
为了证明这一推论，哈雷做了大约20年的观测，在对大量的古籍、文献、天文观测资料研究中他发现：曾有一颗彗星以75年左右为周期做了多次回归。
1705年，哈雷公开发表声明，预言在1758年底或1759年初一定会有一颗彗星回归。
果然，1758年圣诞节，这颗彗星如约而归了。为了纪念已故的哈雷，人们将其命名为“哈雷彗星”。
《原理》不断地被证实，它的正确性也越来越多地被人们所认识，它在人们心目中的地位日益升高。
在法国，《原理》深深影响了一场认识领域的革命——启蒙运动。1726年，法国思想家伏尔泰来到英国，他学习了牛顿的力学原理。回国后，他立即出版了一部介绍英国科学文化的著作，书中给予牛顿的力学原理以极高的评价。后来，伏尔泰请好友夏特莱侯爵夫人将牛顿的《原理》译成法文。
随着启蒙运动的逐步深入，牛顿的物理学思想在欧洲大陆广泛地传播开来。
牛顿完成了著作《自然哲学的数学原理》，走上了他一生科技成就的巅峰。然而此后他几乎没有再作出任何新的科技发现，牛顿从此将注意力转向了政界，并在那里取得了可观的成就。引起这一重大变化的，是发生在1687年4月的“奥尔本事件”。
17世纪的英国是一个风雨飘摇的动荡社会。牛顿18岁的时候，英国复辟了君主制，由查理二世统治。1685年，查理二世死了，他的兄弟詹姆士二世继而登上王位。詹姆士二世上台伊始，就极力主张恢复天主教至高无上的统治地位。他野心勃勃，试图将皇权和神权集于一身，使自己成为一个绝对权威的集权君主。
为此，他推行了一系列强制性的措施，将那些不信奉天主教的政府官员撤换掉，政府的文武官员几乎全部由天主教徒组成。
早已厌倦了纷争与动荡的英国人，都极力排斥这场政治斗争。詹姆士却一意孤行。这个头脑固执、胸襟狭隘的独裁者，把他的宏伟计划推行到了校园中。首先遭受灾难的是牛津大学，25位反对此事件的教授全部被革职。接着，他又对另一所最高学府——剑桥大学动手了。牛顿在不知不觉中卷入了这场政治斗争。
1687年2月，詹姆士命令剑桥大学将文学硕士学位授予主教神父奥尔本。这可为难了剑桥大学的领导，因为有文学硕士头衔的教师是有表决权的，这对剑桥大学是致命的威胁，很可能从此天主教士会不断地涌入剑桥。
经过反复周详的考虑，为了维护剑桥的利益，学校副院长潘切尔礼貌地拒绝了国王的命令。剑桥的拒绝大大激怒了国王詹姆士，他立刻传令潘切尔到高等法院受审。
剑桥大学评议会立即选出8名代表，陪同潘切尔前往皇家高等法院，牛顿也在其中。在法庭上，剑桥大学的代表被森严的气氛吓着了，都长久地保持沉默。潘切尔是个胆小的书呆子，法官的步步紧逼使他丧失了勇气，显得很怯懦。看来，剑桥的失败已成定局。
就在杰弗里斯大法官眼见胜券在握，洋洋得意之时，平时讷于言语的牛顿挺身而出。他简洁机智的反驳切中要害，有力地回击了詹姆士二世的无理要求，把大法官杰弗里斯气得脸色铁青，呆若木鸡。
牛顿以少有的惊人勇气和果敢为剑桥争得了荣誉，捍卫了权利。正如在科学上，为追求真理而孜孜不倦一样，牛顿在这次政治斗争中，同样表现出了大无畏的精神。在这次的“奥尔本事件”中，牛顿出色的表现为他以后的从政之路打下了坚实的基础。
1688年6月，詹姆士二世的儿子出世了。这意味着新教徒完全失去了希望。
由于推行残酷的暴政，詹姆士早已成了孤家寡人，他的女婿——荷兰执政官威廉用武力把他赶下台，自己登基即位，史称“光荣革命”。经过斗争和协商，威廉在英国建立起了君主立宪制。
新国王威廉即位后，于1689年1月召开新的国会。牛顿在维护学术权威的“奥尔本事件”中表现突出，深为剑桥大学评议委员们所钦佩，于是他被推荐为国会议员。
由于牛顿在科学上的辉煌经历，由于他在“奥尔本事件”的忠于信仰，他很快成了一位最受尊敬的议员。
但是，牛顿在连续两年的议员生活中，并没有快乐可言。本来，他是一个专心于科研的学者，而今，离开实验室和书斋，让他整天为接待客人而忙碌，还得时不时地应付大大小小的会议，实在太无聊了。他似乎对政治没有多大的兴趣，在担任议员的两年中，他几乎一直都保持着沉默，似乎任何会议讨论的事情都和他没关系。虽然牛顿在议会中没有发表过任何言论，但是他却象征着自由与民主，那是一股巨大的力量。
在成为议员后，牛顿虽然有了显赫的身份、地位，但他的生活却仍很困窘。许多朋友都同情他，并为他四处奔走，希望能为他谋得更合适的职位，但这些努力都不见成效。
正为生活所累的牛顿，又遇上了另一件不幸的事，那便是母亲的去世，牛顿的母亲为了照顾染上热病的弟弟，自己也不幸染上了热病，不久便卧床不起了。牛顿自小没有父亲，辛苦劳作的母亲是牛顿的依靠。他经常在实验、工作之余去乡下看望母亲。现在，得知母亲病危的消息，他日夜兼程赶回老家。当天晚上，牛顿坐在母亲的病床前，亲自照顾他老人家。
想到母亲一辈子忙碌、奔波，始终辛苦劳作，想到自己身为大学者却不能为她老人家提供优越的生活环境，牛顿不禁神伤，感到对不住母亲。
母亲汉娜的病情一天天恶化，在牛顿赶回来没几天，她便去世了。母亲凄凉的死深深触动了牛顿，他不愿再把生命全消耗在厚厚的材料和草纸上。当议员的生活使他渐渐意识到现实生活的乐趣，他体会到了科学之外的另一种形式的快乐。
往日对科学研究的热情像潮水一样在一点点退去，牛顿把目光投向了现实的领域。他急切地希望走出校园，去寻求另一种生活方式。
但是，现实偏偏很残酷，希望继续任议员的牛顿没能如愿，他不得不离开议院。在没有新差事之前，他也不得不仍旧从事科学研究。