Tidlig på 1900-tallet samarbeidet Whitehead med sin tidligere student Bertrand Russell om å utforme det grunnleggende logiske rammeverket for hva som skulle bli (1910–1913). Formålet var å vise at matematikken kunne bygges opp fra rent logiske og mengdeteoretiske prinsipper, og verket anses i dag som et av de viktigste forsøkene på å danne et komplett, formelt grunnlag for moderne matematikk.