他依旧沉迷于数学，但“数学事件”的发生使他从十几年的数学梦的温馨中猛然惊醒。罗素在刚进剑桥时，一位名叫哈勒德·究钦的哲学教授，也是他幼时的邻居，后来成为他叔父的连襟，给他开了一张哲学必读的单子，因为罗素曾对他说，他对哲学有兴趣。要强的罗素很快就把这个善意的建议付诸实际行动。但1892年，也就是他进入大学的第二年被一次流行性感冒传染，结果有几个月的时间，罗素根本没有精力和兴趣去做别的事。自然期末时数学成绩糟透了，因为罗素数学成绩一直很好，而且他又没有把感冒的经历告诉任何人，所以别人就认为弄糟他数学的是哲学——因为他读哲学书的缘故。他的老师把他叫去，对他说：一个“数学考试及格的人”就是一个“数学考试及格的人”。这个幽默的批评告诉他，在数学考试达到优等之前，最好不要再读哲学书。这个并不尖刻的幽默却伤了罗素高傲的自尊，于是他把心情的失落和对当时不合理的考试制度的厌恶统统化为一种激情发泄在数学上，结果，他很快顺利过数学优等考试，并在荣誉学位考试中获头奖。然而罗素突然发觉：数学是可恶的，于是他把所有数学书全卖了，发誓再也不读数学书。
罗素的数学梦惊醒了，按理说，生命的历程应该有所改变，然而令人惊奇的是，他并没有放弃对理性的思考、对真理的执著，后来他又迷上了逻辑，他的前半生也几乎都为在数学和逻辑之间建立联系而努力。这里便有一个疑问产生：罗素出身贵族家庭，祖父和父亲都从政，祖母也曾让他进入政治生碑活，并且有过使他做一个英国驻外某大使馆外交官的安排，但-罗素虽几经周折仍没走政治道路而偏偏对数学和逻辑一往情深。由此可见，他对数学和逻辑的沉迷已远远超越了“兴趣和爱好”这个层面，那么这究竟为什么呢？
首先，罗素对现实有着诸多的不满，但他要在精神领域里得到慰藉，便选择了追求“永恒的真理”这一途径。而数学中的真理就是“永恒的真理”，求的惟一就是研究数学和逻辑。
罗素认为，研究数学可以摆脱俗事，研究数学可以云游于“永恒”之中，这是何等的悠闲！
其次，罗素生活的家庭环境是很早就要把宗教灌输到小孩头脑中去的。他的祖母，一位热烈的新教徒，更是不遗余力地要把罗素培养成为一个好教徒，自然而然，罗素很早就有了宗教意识和情感。但是我们已经知道，可能受进化论和赫胥黎的影响，后来他对宗教产生了怀疑，开始不相信基督和不死。但是，宗教情感一旦培养出来，它便会根深蒂固，这样，宗教情感便沉淀在罗索思维的最底层。他虽然放弃了上帝，然而他还需要一种代替品，使他在其中能得到宗教的满足。同时，幼年的环境使他对过早失去的母爱和父爱有一种原始的回忆和渴求。这两种情感的结合，就是罗素所谓的追求“永恒真理”，借以替代宗教，借以呼唤真爱，借以超脱人生。而所谓“追求永恒真理”具体到罗素的生活里，就是对数学和逻辑的研究，在这个研究里，罗素自以为在追求“永恒真理”。
罗素在“数学事件”后曾说：“就这样，在我的（在剑桥大学）第四个年头里，我以全身的喜悦心情跳进了那奇异古怪的哲学世界。”一般认为，罗素那高远而深邃的哲学之路就是由此铺开的。
不过，照罗素后来的观点看，他研究哲学的第一步就走错了方向。当时统治英国的哲学思潮是黑格尔主义，这是在19世纪中叶，由于英国传统经验主义的片面性和狭隘性暴露殆尽以后，由斯特林、格林等人倡导的在英伦三岛复兴黑格尔哲学的一场运动。罗素转向哲学的那年，英国哲学界的一件大事就是著名的新黑格尔主义者布拉德雷那部代表作《现象与实在》的出版，而在剑桥大学内，麦克塔格特也成了一个重要的新黑格尔派的代表。正是在这种形势下，再加上麦克塔格特的说服以及穆尔的影响，罗素成了一个新黑格尔主义者，并写了一些用黑格尔的辩证法和矛盾观研究问题的文章。的确，罗素当时对绝对与共相等观念深信无疑，而且他认为数学就是柏拉图“理念”思想的明证。
1894年12月，罗素从剑桥大学毕业后和一个比他大5岁的出身平民的美国姑娘爱丽丝结了婚。这桩婚事引起了他那贵族家庭的竭力反对，他们使用了各种手段来阻挠这种不“门当户对”的结合，包括安排罗素到英国驻巴黎使馆工作，以达到使年轻伴侣分离的目的，但是罗素冲破重重阻力，在没有一个家人参加的情况下毅然举行婚礼，并到德国和意大利度蜜月。
婚后的罗素没有沉溺于爱情之中，他在柏林研究政治经济学，并仔细阅读了《资本论》和《共产党宣言》，同时与德国工人运动领袖倍倍尔和李卜克内西等来往密切，同工人一起集会、讲演。他把自己的研究、感想和这些讲演汇编成书，名为《德国的社会主义》，这是罗素一生中无数著作中的第一部。罗素称赞《共产党宣言》是历来最好的政治文献，但他不同意其中的很多观点。比如，他认为马克思把一切社会关系看成是个人生产力量的盲目活动，是他绝对不能同意的。他还宣称，马克思的剩余价值理论和资本集中的理论是矛盾的。
1895年，他完成了一篇《论几何学的基础》论文，使他获得了在剑桥大学做研究员的资格。1897年，他把这篇论文修订出版，成为他的第一部哲学著作。
1900年7月，罗素到巴黎参加国际哲学会议时遇到了皮亚诺，这件事对罗素的学术生涯来说是一个重大的转折点。通过聆听皮亚诺的讲话，罗素才意识到数理逻辑对于数学基础研究的重要性，于是罗素向他请教并表示希望拜读他的著作，在读完皮亚诺的有关著作后，罗素很快地掌握了皮亚诺的符号逻辑和思想，在此基础上他开始了数理逻辑和数学基础的研究工作，其主要成果是《数学的原理》一书。该书的大部分写于1900年下半年，全书于1903年出版。从此之后到1914年，罗素与怀特海合作进行这方面的研究，他撰写了30余篇有关论文，1910年至1913年他与怀特海合著的三卷本巨著《数学原理》陆续出版。1919年，他又出版了该著作的通俗读本《数理哲学导论》。在数学基础和数理逻辑方面，罗素的主要成就有两个方面，一是他通过建立逻辑类型论来消除逻辑悖论；二是他从一个较为简单的逻辑系统出发加之少量非逻辑公理推导出经典数学。
罗素发现著名的罗素集合论悖论是在1901年。开始他似乎觉得“所有类这个类是一个类”，后来由于受到康托尔证明没有最大的基数方法的启发，“使我考虑不是自己的项的那些类，好像这些类一定成一类，我问自己，这一个类是不是它自己的一项，如果它是自己的一项，它一定具有这个类的分明的特性，这个特性就不是这个类的一项。如果这个类不是它自己的一项。它就一定不具有这个类的分明的特性，所以就一定是它自己的一项．这样说来，二者之中无论哪一个，都走到它相反的方面，于是就有了矛盾”。一年以后，罗素将上述结果写信告诉了弗雷格，弗雷格回答说，罗素悖论的发现使他惊愕之极，由于这个悖论，他的《算术原理》中的第五公理便是错的，必须给予剔除，于是他认为算术的基础发生了动摇。
为了消除悖论，罗素首先在《数学的原理》的附录B中提出了类型论。这个理论以两条公设为基础：（1）每一个命题函项φx除了有其真值域外，都有一个意义域，只要φx是一个命题，无论是真还是假，x必须在这个意义域内取值。（2）命题函项的意义域构成类型，即如果x属于φx的意义域，则存在一个对象的类，即x的类型，其中所有的对象也应属于φx的意义域，当然φ可以是各种各样的，在此基础上罗素讨论了类的类型。就类而言，在最底层的对象是个体，它没有域，它是最低的类型的对象；接下去依次可以构成对象是个体类的类型，对象是个体类的类的类型，如此等等。因为类只能由同一类型的对象组成，类相对于其成员是高一级的类型的对象，这样“自己属于自己”或“自己不属于自己”的命题本身是无意义的，于是便避免了罗素悖论的产生，罗素的这种类型论本质上属于简单类型论，在用它来处理数、命题或语义学悖论时却有困难。
为了进一步寻找解决悖论的方法，1906年罗素在论文“关于超穷数和超穷序型理论中的一些困难”中又提出了另外三种理论，即曲折论、限量论和无类论，曲折论是罗素在研究康托尔最大基数悖论后提出的，他认为对命题函项的复杂性应加以限制，只有非常简单的命题函项才能决定类，而其他复杂的、费解的命题函项则不能，这样就可以避免构成一个可以导致悖论的太大的类。
罗素的这个思想后来在W．V．奎因（Quine）1937年的有关数理逻辑的工作中得到发展，限量论是罗素在研究布拉里-福尔蒂（Burali-Forti）悖论后提出的，它的主要论点是否认全类和不加限制的某些概念的存在性，从而避免过大的类。在无类论中，罗素在摹状词理论的基础上主张取消类作为实体存在的资格，而只把类看作是一种逻辑的虚构、一种说话的方便而已和一种“不完全的符号”。后来他又把类等同于命题函项。这其间他已经把数理逻辑应用到了哲学。
罗素的分析哲学由此诞生：通过将哲学问题转化为逻辑符号，哲学家们就能够更容易地推导出结果，而不会被不够严谨的语言所误导。罗素认为哲学和其他自然科学的不同只是在于其研究的方向（哲学研究更广泛的内容），但他们的研究方法应该是相同的。哲学和数学一样，通过应用逻辑学的方法就可以获得确定的答案，而哲学家的工作就是发现一种能够解释世界本质的一种理想的逻辑语言。
在伦理学和道德方面，罗素持的是开放态度，认为过多的道德束缚是人类不幸的根源，道德不应限制人类本能的快乐，因此提倡试婚、离婚从简和节育等，认为未婚男女在双方都愿意的情况下发生性关系并非是不道德的行为，这种观点使他在美国遭到激烈抗议，最终还导致他失去了纽约城市大学的教授职务。
1920年罗素访问俄国和中国，并在北京讲学一年。1921年，罗素与前妻离婚后与豆拉·勃拉克结婚，他们育有2个孩子。这期间罗素已经因为参与反战活动而被校方开除，他通过出版各种有关物理、伦理和教育方面的书籍谋生。在教育方面罗素认为学生的言行举止不应受到约束与限制，在这一思想的影响下他和他的第二任妻子于1927年一起创立了一所试验学校。
3.壮士暮年
1931年罗素的哥哥去世，罗素继承爵位，成为罗素勋爵三世。但是他很少在公开场合这么称呼自己，或被别人这样称呼。
罗素和豆拉·勃拉克业很快因他与一个美国记者的一段婚外情而告终。1936年罗素再与一名牛津大学学生派屈西亚·斯彭斯结婚，他们最初是在1930年认识的。两人也生有1个儿子康拉德。他在1944年回到英国，并重新执教于三一学院。1950年11月初，罗素结束在美国的旅行讲学，飞赴斯德哥尔摩领诺贝尔奖。两年后，罗素得了一场重病，险些危及生命，但很快康复。在体味到生与死的挑战和抉择后，他更加珍惜生命以及世间一切美好的东西——包括别人的生命，甚至全世界的和平与安宁。在生命的最后20年，他倾注所有的时间和精力致力于和平运动。
罗素是一名和平主义者，他曾反对英国参与第一次世界大战，并因此被罚款并丧失了三一学院的教职。1918年他还因反战活动而判刑6个月。在第二次世界大战之前，他曾支持过绥靖政策，但是后来又支持与纳粹德国作战，因为他意识到希特勒必须被消灭，否则将给人类文明带来灾难。罗素始终认为，任何战争都是罪恶的，但是在一些特殊的情况下，战争是在很多种罪恶中较轻的一种。
1948年11月20日，在对威斯敏斯特学校学生的一篇演说中，罗素惊人地指出，美国应该先发制人，用核武器彻底摧毁苏联，因为这样的后果要比苏联研制出核武器后爆发核战争好得多。但是之后罗素改变了看法，认为核武器裁军是最好的解决办法，并从此致力于核裁军运动。1954年氢弹爆破成功，罗素进一步意识到核武器将可能给人类带来的灾难。1954年4月，罗素发表了著名的《罗素—爱因斯坦宣言》，“号召世界各政府体会并公开宣布它们的目的不能发展成世界大战，而我们号召它们，因此在解决它们之间的任何争执应该用和平手段”。除了爱因斯坦在临终前签字外，汤川秀树和莱纳斯·鲍林等多位科学家都在宣言上签字。1961年，89岁高龄的罗素参与一个核裁军的游行后被拘禁了7天。他反对越南战争，和萨特一起于1967年5月成立了一个民间法庭（后来称为“罗素法庭”），揭露美国的战争罪行。在肯尼迪遇刺事件发生后，罗素是最早几个对官方的事件版本提出异议的人之一，并罗列出了案件的16个疑点。在宗教上罗素相信上帝不存在，但是无法证明。政治上罗素的立场接近于民主社会主义：他支持政府为穷人提供基本的生活保障，但是反对共产政权的极权统治。
1970年1月，罗素发表了他最后一个政治声明，谴责以色列空袭埃及和巴勒斯坦难民营。1970年2月2日晚，罗素在威尔士平静地逝去了。他的骨灰被撒在威尔士的群山之中。他的爵位由其与多拉的儿子约翰·康拉德·罗素继承，为罗素勋爵四世。罗素勋爵四世于1987年去世，爵位由罗素的小儿子康拉德·罗素继承，为罗素勋爵五世，这位罗素勋爵五世是位受尊敬的历史学家以及英国上议院成员。罗素勋爵五世于2004年10月去世，爵位由1968年出生的他的儿子，也就是罗素的孙子，尼古拉斯·罗素继承，为罗素勋爵六世。