Алан совместно со своим бывшим коллегой Дэвидом Чамперновном начал писать шахматную программу для компьютера, который ещё не существовал. Тьюринг также изобрёл метод LU-разложение, который сегодня используется для решения уравнений.После войны Тьюринг работал в Национальной физической лаборатории, где по его проекту был реализован первый в мире компьютер с хранимой в памяти программой — ACE. В 1948 учёный присоединился к вычислительной лаборатории Макса Ньюмана в Университете Манчестера, где ассистировал при создании Манчестерских Компьютеров, а позднее заинтересовался математической биологией. Тьюринг опубликовал работу по химическим основам морфогенеза и предсказал протекающие в колебательном режиме  химические реакции, такие, как реакция Белоусова-Жаботинского, которые впервые были представлены научному сообществу в 1968 году.

Предложил эмпирический тест Тьюринга для оценки искусственного интеллекта компьютера.

В Великобритании специалистами выездной студии BBC в Манчестерской лаборатории вычислительных машин была сделана первая запись музыки, сгенерированной компьютером. Машина, созданная Тьюрингом и занимавшая почти весь первый этаж лаборатории, могла генерировать три мелодии — «Боже, храни Королеву» (англ. God Save the King), «Бе Бе Чёрная овечка» (англ. Baa, Baa Black Sheep) и классику свинга «В настроении» (англ. In the Mood) Глена Миллера. Музыка записана на 12-дюймовый (30,5 cм) ацетатный диск. При этом фундаментальные работы Тьюринга конца 1940-х годов по превращению компьютера в музыкальный инструмент оказались незамеченными. Звуковой артефакт, представляющий Тьюринга как музыкального новатора, восстановлен в 2016 году.

Не имея подходящего устройства Тьюринг сыграл игру, в которой симулировал действия машины, делая по одному ходу раз в полчаса. Игра была записана и в результате программа проиграла коллеге Тьюринга Алеку Глини, но выиграла партию у жены Чамперновна.

Тьюринг опубликовал работу под названием «Химические основы морфогенеза» (The chemical basis of morphogenesis), где впервые математически описывается процесс самоорганизации материи. Его основным интересом в этой области было листорасположение Фибоначчи — наличие чисел Фибоначчи в структурах растений. Поздние работы не были опубликованы вплоть до 1992 года, когда был выпущен сборник его трудов. Вклад Тьюринга в эту область считается основополагающим.