Após a guerra, Turing continuou envolvido em projetos de construção dos primeiros computadores eletrônicos. Além dos seus inventos práticos, Turing também especulou sobre a possibilidade de as máquinas se tornarem inteligentes. Em 1950, publicou um artigo sobre o tema onde propõe o jogo da imitação, conhecido como Teste de Turing. O teste se propõe a atacar a seguinte questão: é possível distinguir humanos de máquinas por meio de um diálogo? Este trabalho abriu um novo campo de investigação da ciência, a "inteligência artificial", e influenciou várias obras de ficção científica.
Mais para o fim de sua vida, Turing tornou-se interessado em química, física e biologia. Sua atenção voltou-se à estrutura física dos organismos vivos, em particular ao problema da morfogênese, ou seja, a razão que leva os organismos a desenvolverem determinadas formas.
Turing era homossexual numa época em que o governo britânico considerava isto um crime e um grave problema social. Ele foi processado, humilhado e, para não ser preso, teve que aceitar à força um tratamento com injeções de hormônio. Em 1954, o cientista – então com 42 anos - morreu envenenado por cianureto, um componente químico mortal. Somente em 2009, o então primeiro-ministro britânico, Gordon Brown, pediu desculpas públicas formais, em nome do governo do Reino Unido, pelo tratamento vergonhoso dado a Alan Turing.
A Máquina Enigma foi usada pelos nazistas durante a segunda guerra para a comunicação secreta entre as tropas alemãs. Ela permitia a codificação e decodificação das mensagens. Alan Turing liderou a equipe que conseguiu decifrar as mensagens codificadas pela máquina Enigma, o que encurtou a guerra em 2 anos, poupando milhares de vidas