En 1951 publicó su obra más importante, "Elección social y valores individuales", en la que expuso su "teorema de la imposibilidad", según el cual resulta inviable elaborar una función de bienestar social a partir de funciones de bienestar individual sin infringir ciertas condiciones mínimas de racionalidad y equidad; por esta obra se reconoce a Kenneth Arrow como el fundador de la moderna teoría económica de la elección social.