1907年，他的理论发表两年后狭义相对论，阿尔伯特·爱因斯坦得到了一个关键的认识:狭义相对论不能应用于重力或者对正在加速的物体。想象一下，地球上有人坐在一个封闭的房间里。那个人能感觉到地球的引力场。现在，把同样的房间放到远离任何物体引力影响的太空中，给它9.8米/秒的加速度(与地球的引力加速度相同)。在房间里的人将无法区分他们所感受到的是重力还是均匀加速度。
爱因斯坦想知道光在加速的房间里会如何表现。如果一个人用手电筒照房间，光看起来是向下弯曲的。这是因为房间的地板会以越来越快的速度接近光束，所以地板会赶上光。由于重力和加速度是相等的，光在引力场中会弯曲。
爱因斯坦又花了几年时间才找到这些思想的正确数学表达式。1912年，爱因斯坦的朋友、数学家马塞尔·格罗斯曼向他介绍了张量分析李曼、列维-奇维塔和里奇-库尔巴斯特罗的作品，这使得他能够在不同的坐标系中以相同的方式表达物理定律。在接下来的三年里，他们不断地出错，努力工作，终于在1915年11月完成了这项工作。
在1915年11月发表的四篇论文中，爱因斯坦奠定了这一理论的基础。他特别用了第三个广义相对论来解释水星近日点的进动。水星最接近太阳的点，即近日点，会移动。这种运动不能用太阳和其他行星的引力影响来解释。这是一个谜，以至于在19世纪，甚至有人提出了一颗新的行星——火神星，它围绕太阳运行。不需要这样的行星。爱因斯坦可以根据基本原理计算出水星近日点的位移。
然而，任何理论的真正考验在于它能否预测尚未被观察到的事物。广义相对论预言光在引力场中会弯曲。1919年，前往非洲和南美洲的英国探险队观察了一次日全食，以观察太阳附近恒星的位置是否发生了变化。观察到的效果与爱因斯坦的预测完全一致。爱因斯坦立刻举世闻名。(读让爱因斯坦成为科学界名人的日食了解更多。)
当日食结果公布时，英国物理学家J.J.汤姆森将广义相对论描述为“科学思想的整个大陆”，而不是一个孤立的结果。事实证明的确如此。黑洞和膨胀的宇宙这两个概念都起源于广义相对论。即使是GPS卫星也必须考虑广义相对论效应，才能向地球上的人提供精确的位置测量。