圖靈是為打贏戰爭而集體做出貢獻的一個小組的成員，他由於在戰時服務出色，獲得大英帝國榮譽勳章（O．B．E．）。因為健康欠佳，英國國王未能當麵授勳，這枚勳章是隨著一封信一起寄給他的。
戰爭結束後，圖靈又出國執行外交部的任務。該使團的一位成員追述說：
“當時每天最後一頓飯是在下午5點，而第一頓飯是在早上7點。晚餐後我們看見圖靈拿了一片厚厚的麵包，大大方方地在上麵塗滿黃油和花生醬，莊重地、不緊不慢地嚼著。看到我們詢問的目光後，他解釋說：‘這會兒我並不餓，但考慮到明天7點之前可能會餓。’”像通常那樣，他對實際的講究要優先於對一般慣例的考慮。
在物理研究所
圖靈解除了外交部的職務，劍橋大學立即向他提供了一個講師的職位，但他謝絕了，因為他注意力的焦點已轉向計算機。早在戰爭前，圖靈就已經開始製造一台他自己的計算機，他希望該機的使用範圍能比當時正在運行的機器更廣泛。因此，他的目標很自然地應該看作是打算使自己先前在“可計算數”
論文中提出的通用機邏輯理論在一台實際計算機上得到體現。當圖靈把這樣一台機器的設計草案呈交給政府之後，他就被錄用為泰丁頓（Teddington）國家物理研究所的一名工作人員，並於1945年10月成為“科技文官係統”
（ScientificCivilService）的正式成員。戰爭結束後，該機構重組時，高級職位留給了有特殊功績的人，以便使“他們在科研方麵進展到更高深的水平，而不像通常那樣要求他們擔負很多組織工作。”圖靈就是在這種體製下第一批成為高級科研人員的人。在國家物理研究所數學部，他的任務是更充分地規劃“自動計算機”（ACE）的邏輯設計。
在這個項目中，他和電子工程師、電子專家們協同工作。隨著ACE計算機建造計劃的進行，整個班子對他的設計做了一定的修改。到1946年11月，由於取得相當的進展，當時的國家物理研究所所長、皇家學會會員查爾斯·達爾文爵士在電台廣播裏宣布了這個大膽的科研項目的消息。他說：“這個項目已被形象地稱為電腦。很長一段時間以來，數學家們一直致力於為他們的專業找到一個更好的邏輯基礎。在這個領域裏，約在12年前有一個名叫圖靈的劍橋數學家，寫了一篇發表在一家數學雜誌上的論文。他在那篇論文中以嚴格的邏輯原理，推證出可以把一台模擬思維過程的機器想到什麼程度……他考慮的是一台理想化的機器，而且當時看起來這機器似乎會複雜到難以想象的地步，以致會永遠也不可能造出來。但是，在戰爭期間，無線電和電子管技術方麵的巨大進展已經使這種景象有了改觀，因為通過複雜的電子線路，人們能夠以比以前用機械方式所能達到的快無數倍的速度來幹許多的事情。因而，圖靈（現在是我們的同事）目前正向我們表明怎樣把他的想法變成事實。”
不用說，新聞界立即抓住這個題目大作文章，漫畫家們也借此機會大顯身手。一家晚報走得更遠，竟給一篇關於圖靈的短訊冠以《電子運動員》的標題。的確，新聞工作者的想象力看來已被計算機所能幹什麼的報告激發起來了。數年之後圖靈也曾談到那些報紙要比他提前了很多年，他們做的預測大大超過了他本人的預想，使他大為驚訝，甚至也開闊了他的眼界。
圖靈認為，對這台自動計算機（ACE）將來所能達到成就的最好說明，是1946年11月9日發表在《薩裏彗星報》上的一篇文章。文章說：“英國ACE計算機計劃的首創者、34歲的數學家圖靈博士描述了這台泰丁頓國家物理研究所正在研製的英國新型電腦所能執行的一些功能。該機器是美國ENIAC計算機的一個改進，而且在圖靈博士的頭腦裏，發展成性能更高的機型。圖靈博士談到了新電腦的‘記憶’裝置……他說：‘該機將可以十分容易地記住一本小說十頁的內容，當然並不是以它們通常的形式來記’。”
1947年8月，圖靈的父親離開了他。在圖靈看來，ACE計算機的工作緩慢，這使他既傷心又失望。於是他請了一年長假，回到了王家學院。他大約在1948年5月再次回到國家物理研究所，在這之前，即仍在劍橋的時候，他為國家物理研究所寫了一份關於“學習機”的報告。由於ACE計算機的進展與他的期望相距甚遠，他向科技文官係統提交了辭呈。