也是在这个时候,冯·诺依曼开始关注计算机理论。除了实际需要外,强大的数学基础所带来的直觉也是他想发展计算机的动力。做为最一流的数学家,冯·诺依曼所考虑的更多是计算机理论的本质,而非它的具体制造。1945年,冯·诺依曼写成了里程碑著作《关于EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)报告的初稿》,总结了早期计算机理论的思想,为现代计算机理论提供了逻辑框架。按照如今的观点,此文就是现代计算机的“出生证”。在发展计算机理论的过程中,他还顺便发展了编码理论,对数值计算也颇有贡献,因此也被看作计算数学的缔造者之一。