Leibniz' viktigste bidrag til matematikken var at han, uavhengig av Newton, oppdaget infinitesimalregningen i 1676. Det er mye som tyder på at Newton kan ha oppdaget infitesimalregningen tidligere, men han publiserte ikke om dette før i 1693. Det er Leibniz' tegnsystem (notasjon) matematikerne bruker nå. Leibniz oppfant den matematiske termen «funksjon» i 1694, som han brukte for å beskrive kvantitet i forhold til en kurve.