1915年是愛因斯坦富有成果的一年。他先發表了一篇“用廣義相對論解釋水星近日點運動”的論文，不用任何特殊假設就成功地解釋了水星在軌道上的長期旋轉：每一百年大約轉45″″。他還糾正了1911年計算光線經過太陽附近彎曲的錯誤數值，新結果比原來的值大一倍。
這年11月，愛因斯坦終於完成了他的廣義相對論的集大成論文——“廣義相對論的基礎”。
“廣義相對論的基礎”發表於1916年，它是廣義相對論的“標準版本”。1919年愛因斯坦在介紹相對論時說：“相對論有點像兩層的建築，這兩層就是狹義相對論和廣義相對論。狹義相對論適用於除了引力以外的一切物理現象;廣義相對論提供了引力定律以及它同自然界別種力的關係。”
廣義相對論，又叫普遍相對論，它的基本原理也是兩條：等效性原理，即某一加速運動的參照係中的慣性力與在一個小體積範圍內的萬有引力是等效的;廣義相對論性原理，即物理規律在一切參照係中都是相同的。
廣義相對論運用了大量的黎曼幾何、張量計算、絕對微分等艱深的數學知識，充滿了深邃的哲學思辨，包含著嶄新的物理內容，就是高級研究人員要弄懂它也非花大力氣不可，一般人自不待言，更不用說哥廷根街上的學童了。對於愛因斯坦同時代的人來說，具有這些知識的人寥寥無幾。但是，由於廣義相對論的預言不久得到了實驗驗證，所以還是引起了相當大的轟動。
廣義相對論的實驗證據當時有三個。其一是行星軌道的橢圓繞太陽的旋轉，愛因斯坦在1915年和1916年的論文中已圓滿地解釋了水星近日點的運動，解開了這個長期使人困惑不解的疑團。
其二是由於引力作用，大質量的星球射到我們這裏的光線，它的譜線移向光譜紅端，即所謂光的引力頻移。1924年，亞當斯通過對天狼星伴星的觀察，證實了這一預言，自1958年穆斯保爾效應發現以後，才開始在實驗中利用ν射線共振吸收來進行紅向位移的實測。
其三是引力場使光線彎曲，這一實驗檢驗頗有戲劇性。
為了證實愛因斯坦在1911年論文中的引力場中光線彎曲的預言，德國天文學家組成了一支考察隊，於1914年前往俄國克裏木半島，打算在日全食時觀察。不幸第一次世界大戰爆發，考察隊人員全被俄國人當作戰俘扣留了。“塞翁失馬，焉知非福”，這一不幸對廣義相對論的驗證倒是一件幸事。假使這次觀察成功的話，很可能會比愛因斯坦的預言值大一倍，因為他當時的計算有錯誤。
大戰期間，交戰國之間郵路中斷，通過中立國荷蘭天文學家的介紹，愛因斯坦1915年的論文傳到英國，引起英國天文學家愛丁頓的極大關注和濃厚興趣。他在1918年發表文章指出，廣義相對論引起了物理學、天文學和哲學的重大變革，這是一場影響深遠的革命。
1919年大戰剛剛結束，英國皇家天文學會立即派出了兩支考察隊，一支前往巴西北部的索布拉爾，另一支由愛丁頓率領，前往西非幾內亞灣的普林西比島，在日全食時觀察星光經過太陽的偏離。在普林西比觀察所得的位移是“1.61±0.30″，索布拉爾觀察的位移是1.98±0.12″，兩者在誤差允許的範圍內都與愛因斯坦預言的1.74″相當符合。
11月6日，這些觀察結果被提交英國皇家學會與英國皇家天文學會聯席會議。與會者懷著濃厚的興趣聽取了觀察報告。湯姆遜說，這是自牛頓以來，萬有引力論的一項最重要成就，它不是發現一個外圍島嶼，而是發現整個科學新思想的大陸。
11月28日，英國的權威報刊《泰晤士報》以“科學的革命，宇宙引力的新理論”為題做了報道，立即震撼了歐洲乃至世界，引起了一股“相對論熱”。愛因斯坦也隨之名聲大震，身價倍增，他的照片刊登在畫報的封麵，他的名字出現在報頭標題，人們異口同聲地稱他為“20世紀的牛頓”。