ปี พ.ศ. 2474 เขาเข้าเรียนคณิตศาสตร์ที่คิงส์คอลเลจ มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (หมายเหตุ: ยุคนั้นคิงส์คอลเลจเป็นที่พักชายล้วน ซึ่งทัวริงก็อยู่อย่างเปิดเผยว่าเขาเป็นเกย์ และเข้าร่วมกิจกรรมชมรม) ทัวริงมีความสุขกับชีวิตที่นี่มากและทำกิจกรรมหลายอย่าง เช่น พายเรือ, เรือใบเล็ก และ วิ่งแข่ง. ทัวริงพูดเสมอว่า "งานของผมนั้นเครียดมาก และทางเดียวที่ผมจะเอามันออกไปจากหัวได้ก็คือ วิ่งให้เต็มที่" และเขาก็วิ่งอย่างจริงจัง โดยที่ผลการวิ่งมาราธอนของเขา ชนะเลิศการแข่งขันของสมาคมนักกรีฑาสมัครเล่น ด้วยเวลา 2 ชั่วโมง 43 นาที 3 วินาที ในปี พ.ศ. 2489 ซึ่งในการแข่งขันวิ่งมาราธอนโอลิมปิก เมื่อ พ.ศ. 2491 (ค.ศ. 1948) คนที่ได้เหรียญทอง ทำเวลาได้เร็วกว่าเขาเพียง 11 นาที

ส่วนในเรื่องวิชาการในวงการคณิตศาสตร์ยุคนั้น รัสเซลล์ (Russell) เสนอเอาไว้ว่า "mathematical truth could be captured by any formalism" แต่ยุคนั้น เกอเดิล (Gödel) โต้ว่า "the incompleteness of mathematics: the existence of true statements about numbers which could not be proved by the formal application of set rules of deduction". พอปี พ.ศ. 2476 ทัวริงก็ได้เจอกับรัสเซลล์แล้วก็ตั้งคำถาม พร้อมถกเรื่องราวเหล่านี้ขึ้นมา ทำให้เขาสนใจ

ปี พ.ศ. 2477 ทัวริงก็จบจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ด้วยเกียรตินิยมอันดับหนึ่ง ทางมหาวิทยาลัยก็เลยเชิญเขาอยู่เป็น Fellow ด้านคณิตศาสตร์ต่อ (ส่วนใหญ่ Fellow ของเคมบริดจ์จะเป็นพวกที่จบปริญญาเอก แต่ทัวริงจบเพียงปริญญาตรี) ปี พ.ศ. 2478 ทัวริงไปเรียนกับจอห์น ฟอน นอยมันน์ เรื่อง ปัญหาของการตัดสินใจ (Entscheidungs problem) ที่ถามว่า "Could there exist, at least in principle, a definite method or process by which it could be decided whether any given mathematical assertion was provable?" ทัวริงก็เลยมาคิด ๆ โดยวิเคราะห์ว่า คนเราทำอย่างไรเวลาทำงานที่เป็นกระบวนการที่มีกฎเกณฑ์ (methodical process) แล้วก็นึกต่อว่า วางกรอบว่าให้เป็นอะไรซักอย่างที่สามารถทำได้อย่างเป็นกลไก (mechanically) ล่ะ? เขาก็เลยเสนอทฤษฏีออกมาเป็น "The analysis in terms of a theoretical machine able to perform certain precisely defined elementary operations on symbols on paper tape". โดยยกเรื่องที่เขาคิดมาตั้งแต่เด็กว่า 'สถานะความคิด' (state of mind) ของคน ในการทำกระบวนการทางความคิด มันเกี่ยวกับการเก็บ และเปลี่ยนสถานะจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนี่ง ได้ตามการกระทำทางความคิด โดยทัวริงเรียกสิ่งนี้ว่า คำสั่งตรรกะ (logical instructions) แล้วก็บอกว่าการทำงานต้องมี กฎเกณฑ์ที่แน่นอน (definite method) (ต่อมาเรียกว่า ขั้นตอนวิธี)

พอปี พ.ศ. 2479 เขาก็เลยเตรียมออกบทความวิชาการที่มืชื่อเสียง "On Computable Numbers with an application to the Entscheidungsproblem" แต่ก่อนเขาออกบทความนี้ มีอีกงานของฝั่งอเมริกาของ Church ออกมาทำนองคล้าย ๆ กันอย่างบังเอิญ เขาเลยถูกบังคับให้เขียนอิงงาน Church ไปด้วย (เพราะบทความเขาออกทีหลัง) แต่พอบทความเขาออกมาจริง ๆ คนอ่านก็เห็นว่าเป็นคนละทฤษฏีกันและของเขามีเนื้อหา relied upon an assumption internal to mathematics แม่นกว่า การเน้นเรื่อง operation ใน physical world (ยุคต่อมาคนก็เลยนำ concept เขาไปประยุกต์ใช้และให้เกียรติว่า Turing machine จึงเป็นที่มาของการยกย่องให้ทัวริงเป็นบิดาของวิทยาการคอมพิวเตอร์) ปลายปีนั้นเองเขาก็ได้รับรางวัลสมิธ (Smith's Prize) ไปครอง

แล้วเขาก็ไปทำปริญญาโทและปริญญาเอกต่อที่ศูนย์วิจัยของมหาวิทยาลัยปรินซ์ตัน ซึ่งสงบเงียบตัดห่างจากผู้คน แล้วก็ออกบทความว่า โลกทางความคิดกับโลกทางกายมันเชื่อมถึงกันได้ ผ่านออกมาด้วยการกระทำ (ในยุคนั้นคนยังไม่คิดแบบนี้กัน) แล้วก็เสนอความคิดออกมาเป็น Universal Turing Machine (เครื่องจักรทัวริง) ในยุคนั้นยังไม่เรียกว่าคอมพิวเตอร์ แต่เรียกว่าเป็นเครื่องคำนวณที่สามารถป้อนข้อมูลได้ ต่อมาทัวริงก็สร้างเครื่องเข้ารหัส (cipher machine) โดยใช้รีเลย์คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สำหรับการคูณเลขฐานสอง หลังจากเขาสำเร็จการศึกษา มหาวิทยาลัยปรินซ์ตันก็เสนอตำแหน่งให้เขา แต่เขาตัดสินใจกลับเคมบริดจ์ เลยทิ้งทีมเพื่อน ๆ ไว้และจอห์น ฟอน นอยมันน์ก็เข้ามาสานต่อพอดี

ส่วนตัวทัวริง ก็เลือกไปทำงานด้าน 'ordinal logic' ต่อแทน เพราะเขาบอกว่าเป็น "my most difficult and deepest mathematical work, was an attempt to bring some kind of order to the realm of the uncomputable" เพราะทัวริงเชื่อว่าคนเรา โดยสัญชาตญาณสามารถตอบโต้ต่อเหตุการณ์ได้โดยไม่ต้องคำนวณ ("Human 'intuition' could correspond to uncomputable steps in an argument") แต่งานยังไม่เสร็จ ก็มีสงครามโลกครั้งที่สองเสียก่อน คือก่อนหน้านั้นเขาก็ทำงาน (อย่างเป็นความลับ) ให้กับ British Cryptanalytic department (หรือเรียกกันว่า Government code & cypher school) พอสงครามเริ่มเขาเลยเปิดเผยตัวเอง (ปกติจะทำเป็น fellow ที่คิงส์คอลเลจ เคมบริดจ์ อยู่หน้าฉากงานเดียว) เลยออกย้ายไปทำงานที่ the wartime cryptanalytic headquaters, Bletchley Park เป้าหมายคือเจาะรหัสของเครื่องเข้ารหัสเอนิกมา (Enigma Cipher Machine) ของเยอรมันให้ได้

ช่วงนั้น ทัวริงทำงานกับ W.G. Welchman นักคณิตศาสตร์ชื่อดังของเคมบริดจ์อีกคน (คนนี้ทำ critical factors, ทัวริงทำ machanisation of subtle logical deduction) ทัวริงบอกว่าเขาเจาะรหัสได้แล้วคร่าว ๆ ในปี ค.ศ. 1939 แต่ต้องได้เครื่องเอนิกมา มาวิเคราะห์การคำนวณทางสถิติเป็นขั้นสุดท้ายก่อน แล้วทุกอย่างจะออกหมด แต่ต้องรอถึงปี ค.ศ. 1942 ที่เรือดำน้ำ U-boat ของสหรัฐไปยึดมาได้ และแล้วหลังจากนั้นอีนิกมาก็ไม่มีความหมายอีกต่อไป

พอสงครามโลกครั้งที่สองเริ่มสงบปี ค.ศ. 1944 ทัวริงก็เริ่มสานต่อโครงการเก่าตั้งชื่อ "Buiding the Brain" แต่ตัดสินใจล้มโครงการไปในปี ค.ศ. 1945 พอได้ข่าวว่าจอห์น ฟอน นอยมันน์ออกบทความเรื่อง EDVAC ออกมาจากฝั่งอเมริกา

ปี ค.ศ. 1946 ทัวริงกลับมาดูงานใหม่ ก็พบว่าเป็นงานคนละแนวคิดกัน ทางอเมริกาเน้นด้านอิเลกทรอนิกส์ แต่ทัวริงคิดแบบคณิตศาสตร์ ("I would like to implement arithmetical functions by programming rather than by building in electronic components, a concept different from that of the American-derived designs). โครงการตอนนั้นของทัวริงคือเครื่องคำนวณ (computation machine) ที่สามารถเปลี่ยนได้ตามใจชอบจาก numerical work เป็น algebra เป็น code breaking เป็น file handling หรือแม้กระทั่งเกมส์. ปี ค.ศ. 1947 ทัวริงเสนอว่า ต้องมีระบบจัดเก็บข้อมูล และ ชุดคำสั่งคอมพิวเตอร์ต้องขยายตัวเองออกเป็น ชุดคำสั่งย่อย ๆ ได้ โดยการใช้รูปย่อแบบ รหัสย่อ (คำสั่ง ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของภาษาโปรแกรม) แต่ปรากฏว่าไม่ได้รับการสนันสนุน

มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ยังคงเสนอตำแหน่งให้เขา แต่ทัวริงตัดสินใจเปลี่ยนสายขอพัก ไม่ทำด้านคณิตศาสตร์ ไม่ทำด้านเทคโนโลยี แต่ไปทำเรื่อง neurology กับ physiology sciences แทน แล้วก็ออกบทความเรื่องเครือข่ายประสาท ขึ้นมาว่า "a sufficiently complex mechanical system could exhibit learning ability" แล้วส่งบทความไปตีพิมพ์กับ NPL แต่ NPL ก็ทำงานช้า... อยู่ ๆ ทีมนักวิจัยที่เคมบริดจ์เอง (สมัยนั้นยังชื่อ Mathematical Laboratory อยู่ ยังไม่ได้เปลี่ยนเป็น Computer Laboratory) ก็ผลิตเครื่อง EDSAC ขึ้นมา (เป็นเครื่อง storage computer machine เครื่องแรก) โดยใช้หลักของชาร์ล แบบเบจ พร้อมๆ กับ มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ได้ทีมของทัวริงไปทำเครื่องในแนวทัวริงได้สำเร็จ

ทัวริงเลยขี้เกียจยุ่งเรื่องการแข่งขันผลงานทางวิทยาศาสตร์ (ช่วงนั้นผลิตกันเร็วมาก) เลยไปวิ่งแข่งแทน เพราะเวลาที่เขาวิ่งในปี ค.ศ. 1946 นั้น ทำให้เขามีสิทธิ์ลุ้นเหรียญทองวิ่งมาราธอนโอลิมปิก แต่โชคร้ายเขาประสบอุบัติเหตุรถยนต์ก่อน เลยไม่สามารถไปแข่งโอลิมปิกในปี ค.ศ. 1948 ได้ (ในปีนั้นคนที่ได้เหรียญเงินเวลารวมก็แพ้ทัวริง) สุดท้ายทัวริงก็เลยตัดสินใจกลับเคมบริดจ์ ผ่านไประยะนึง ทีมงานเก่าเขาที่ย้ายไปมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ก็เชิญเขาไปเป็นหัวหน้าภาควิชาใหม่ (ภาควิชาคอมพิวเตอร์) ทัวริงเลยตัดสินใจย้ายไป คราวนี้ไปเน้นด้านซอฟต์แวร์ ออกบทความวิชาการชื่อดังอีกอันในยุคนั้น "Computer Machine and Intelligence" ในปี ค.ศ. 1950 ซึ่งเป็นรากฐานของแนวคิดพัฒนา ปัญญาประดิษฐ์ ในวงการคอมพิวเตอร์

ปี ค.ศ. 1951 เขาก็จับงานใหม่อีกเล่นอีกแนว morphogenetic theory ออกบทความเรื่อง "The Chemical Basis of Morphogenesis" ซึ่งต่อมาเป็น founding paper of modern non-linear dynamical theory (พวก pattern formation of instability into the realm of spherical objects, e.g. radiolaria, cylinder, model of plant stems)

ในปี ค.ศ. 1952 เขาถูกจับ โทษฐานมีเพศสัมพันธ์กับผู้ชาย ทัวริงไม่ปฏิเสธและยอมรับโทษแต่โดยดี มีทางเลือกให้เขาสองทางคือ จำคุกกับการฉีดฮอร์โมนเอสโตรเจนเป็นเวลาหนึ่งปีเพื่อลดความต้องการทางเพศ ซึ่งเขาเลือกที่จะรับการฉีดยา และแล้วปี ค.ศ. 1954 ร่างของทัวริงก็ถูกพบโดยพนักงานทำความสะอาด ในสภาพมีแอปเปิลครึ่งลูกหล่นอยู่ข้าง ๆ และมีร่องรอยการทำการทดลองทางเคมีอยู่ใกล้ ๆ ในที่สุดเมื่อวันที่ 10 กันยายน ค.ศ. 2009 หลังจากการรณรงค์ทางอินเทอร์เน็ต กอร์ดอน บราวน์นายกรัฐมนตรีแห่งสหราชอาณาจักรก็ทำการขอโทษอย่างเป็นทางการในนามของรัฐบาลบริติชต่อวิธีอันไม่ถูกต้องที่รัฐบาลปฏิบัติต่อทัวริงหลังสงคราม[5]

หลายปีต่อมา มีการเปิดเผยขึ้นมาว่า ตั้งแต่สงครามโลกครั้งที่สองสงบลง เขายังคงทำงานให้กับองค์การ 'รหัสลับ' แบบลับ ๆ ของรัฐบาลอยู่ อยู่ในสภาพที่ไม่สามารถบอกเพื่อน ๆ ได้ว่าทำอะไรบ้าง และปิดบังมาตลอด ช่วงนั้นกำลังมีสงครามเย็น สหราชอาณาจักรกับสหรัฐอเมริกาเป็นพันธมิตรกัน สู้กับยุโรปตะวันออก, แต่เพื่อนชาวยุโรปตะวันออก ที่เคยร่วมงานกันมาก่อนพยายามติดต่อตัวเขา เช่นในปี ค.ศ. 1953 เพื่อนเขาชาวนอร์เวย์ (เป็นสังคมนิยม) ถึงกับมาเยี่ยม ขณะที่เขากำลังพักผ่อนอยู่ที่ประเทศกรีซ ทำให้พอเขากลับมาถึงอังกฤษ ก็ถูกเรียกไปคุยกับเจ้าหน้าที่ความมั่นคง แต่ก็ไม่มีใครรู้ว่าจริง ๆ แล้วมันเกิดเรื่องอะไรและมีเบื้องหลังอย่างไร

สำหรับผลงานที่เด่น ๆ ของทัวริง เช่น การคิดโมเดลที่สามารถทำงานได้เทียบเท่ากับคอมพิวเตอร์ (แต่อาจมีความเร็วต่ำกว่า) โดยใช้คำสั่งพื้นฐานง่าย ๆ เพียง เดินหน้า ถอยหลัง เขียน ลบ