从年年初至年的18个月，牛顿总是踱步于他的书房里，对周围发生的任何事情都不关心。他还喜欢到花园里去散步，但有时会突然停下来，好像发现了什么似的，急匆匆地奔回楼上，人还没有坐稳，便拿出笔来在纸上飞快地画着，好像这些东西慢一点儿就会跑掉似的。由于这段时间的努力，牛顿完成了科学史上的伟大著作，即牛顿的《自然哲学之数学原理》一书。
不知是巧合，或者是上天的安排，牛顿的这些伟大思想的孕育也经过了18个月，经过20年的辛勤劳动和不懈追求，这些伟大的思想终于成熟。现在，牛顿准备把这部凝聚了他20年心血和人类千百年智慧的伟大著作奉献给人类了。牛顿的伟大著作《自然哲学之数学原理》简称《原理》，其中就凝聚了哈雷的无私奉献，记载了哈雷的高尚品质。哈雷无疑是促成这部伟大著作诞生的人，在他的热心宣传、奔走和敦促之下，更多的人认识到出版这部著作对于人类发展的重要性。皇家学会也起了积极作用。开始，皇家学会准备把牛顿的这些研究成果发表在《哲学学报》上，但在研究了前面的几个部分之后，便决定出资把这部著作印成书本单独出版。但是，就在这个时候，皇家学会经济上发生了困难，缺乏足够的资金出版这本书。因此，哈雷便自费承担了这个工作，虽然那时他自己也经济拮据，还有妻子和沉重的家庭负担，但是，为了科学事业，他毫不犹豫地拿出了这笔费用。
除了经济上的帮助之外，哈雷还不断给牛顿以精神上和工作上的帮助，帮助他排除阻力，鼓励他完成研究，为他收集必要的天文资料、校订清样，并指出文中的含混之处，安排印刷和插图等。除了哈雷提供的动力之外，当时这部作品诞生的另一个重要条件也成熟了。这就是在年年初，牛顿成功地证明了一条重要定理：“一个所有与球心等距离的点上的密度均相等的球体在吸引一个外部质点时，其全部质量都集中在球心。”这一定理的证明，解决了牛顿在证明万有引力过程中困惑了多年的难题。年7月，牛顿的伟大著作《原理》出版了。这次出版用的是学术界的国际语言拉丁文，版本32开，篇幅页，里面有很多木刻图表说明，印刷精致，封面设计以对称的花纹饰边，有一种严谨的古典美。
除著有作者艾萨克·牛顿的名字之外，还著有塞缓·匹普斯的名字，作为皇家学会会长，他给了出版许可证。扉页有牛顿的题词：“谨以此书献给詹姆士二世统治下的日益繁荣的皇家学会。”当牛顿《原理》一书出版后，在学术界引起了巨大轰动，学者们对牛顿的学问非常的佩服，并把这本书称为古今的杰作，认为他是世界上最伟大的天才。被誉为近代数学之父的拉克兰也曾说过：“这真是古今的杰作，人类的伟业。他论旨的精密正确，更是无人能与他相提并论。”有一个苏格兰人，因为没有买到这本书，竟然不惜精力和时间抄了整本书。
年上半年，这部杰作即将问世的传闻遍及整个英国。在《原理》即将出版之前，《哲学学报》的一篇恢宏的评论向那些尚未听到传闻的人宣告了它的问世。除牛顿本人之外，无人比哈雷更清楚著作的内容，因此，哈雷认为《原理》具有划时代的意义。哈雷读到这部著作时，对其独到的见解，无数次地表达强烈的惊讶。几乎从著作出版的那一刻开始，连那些拒绝接受其中关于超距作用的主要论点的人，都认定这是一部具有划时代意义的著作。哈雷对自己作为这本书的编辑感到很满意。他写信对牛顿说：“我总算完成了您的杰作的出版工作，我希望能使您满意，我将用您的名义把书送给皇家学会及波义耳、佩吉特、弗兰姆特斯以及其他在伦敦您需要致意的人。”
《原理》一书于年出第二版，年出第三版。各版均由牛顿本人作了增订，并加序言。年，牛顿逝世两年后，莫特将其译成英文付印，就是现在所流行的英文本。后来又出现了多种文字的译本，中译本出版于年。年，又出现了根据《原理》第一版翻译的英文译本。年，美国学者、科学史家卡尔里在莫特的英译本基础上用现代英文校订出版，成为20世纪里读者群最大的《原理》标准版本。20世纪60年代初，美国科学史家科恩和法国科学史家科瓦雷合作，根据《原理》第一版的英译本，也推出了《原理》的现代英文版。《原理》这本书铸就了近代科学革命的里程碑，被人们推崇为经典力学的缔造者。在结构上，《原理》体现的是一种标准的体系，从最基本的定义和公理出发，第一编为全书的讨论成为数学工具上的基础，并把各种运动形式加以分类，详细考察了每一种运动形式与力的关系。第二编近一步考察了各种形式的阻力对运动的影响，讨论地面上各种实际存在的力与运动的情况。在第三编中，用前两编中数学证明的命题由天文现象推演出使物体倾向于太阳和行星的重力，再运用其他的数学命题由这些力推算出行星、彗星、月球和海洋的运动。