Toisen maailmansodan jälkeen uudet tutkimusalat (esim. tietojenkäsittelytiede) etsivät paikkaansa akateemisessa maailmassa, kun taas useat vakiintuneet tieteenalat, kuten antropologia ja kielitiede, määrittelivät itsensä uudelleen. Tämä koski myös psykologiaa: vuosikymmenien ajan ajattelun tutkimus oli rajoittunut havaittavissa olevien ärsykkeiden ja havaittavissa olevien käyttäytymisreaktioiden välisten yhteyksien selvittämiseen – tämä behaviorismiksi kutsuttu liike oli vallalla 1950-luvulle asti. Sitten psykologia toi ”mentalismin” takaisin polttopisteeseen nimellä kognitio.

Vuonna 1956 psykologi George A. Miller kirjoitti, että ihmisen muistin rajoitukset eivät ole absoluuttisia ja että ne voidaan ylittää, kun tieto pilkotaan suuremmiksi kokonaisuuksiksi, ja esitti, että tähän liittyy jonkinlainen sisäinen (eli mentaalinen) representaatio. Jerome Bruner oli jo osoittanut, että havaitseminen ja aistiminen olivat aktiivisia prosesseja, joihin jokin mentaalinen tekijä vaikutti. Niin ikään vuonna 1956 Bruner julkaisi Jacqueline J. Goodnow’n ja George A. Austinin kanssa A Study of Thinking -kirjan, jossa kuvattiin ihmistä käsitteitä konstruoivana ja keskityttiin tapaan, jolla ihmiset keksivät siihen tarvittavat säännöt.

Samoin vuonna 1956 Allen Newell, John C. Shaw ja Herbert A. Simon esittelivät logiikkateoriansa Logic Theorist, joka oli kaikkien aikojen ensimmäinen tekoälyohjelma. Heidän näkemyksensä mukaan mielet ja tietokoneet oli nähtävä tietojärjestelminä, jotka tuottavat käyttäytymistä manipuloimalla (sisäisesti edustettuja) symbolisia rakenteita. Tekoälyjärjestelmiä voitaisiin sitten käyttää simulaattoreina selittämään ihmisen käyttäytymistä muistitoimintojen, ohjausprosessien ja symboleilla toimivien sääntöjen funktiona.

Vuonna 1956 Noam Chomsky käsitteli kieliteoriaansa MIT:n konferenssissa. Hän hylkäsi behaviorismin ja väitti, että kielen mentaalisella rakenteella oli taustalla universaaleja, synnynnäisiä periaatteita, jotka siirtyivät geneettisesti. Chomsky väitti myös, että mieli tarvitsi erityisiä mekanismeja käsittelemään luonnollisen kielen erityisominaisuuksia, kuten tuottavuutta. Koska säännöt olivat yhteiset, mutta ihmiset usein pilkkasivat niitä todellisessa kommunikaatiossa, Chomsky ei ottanut huomioon suorituskykyä vaan suosi sen sijaan kompetenssin tutkimista ihanteellisessa puhuja-kuuntelijaparissa, johon eivät vaikuta ”kieliopillisesti epäolennaiset olosuhteet”, kuten muistin rajallisuus, tarkkaavaisuuden siirtymät ja virheet.

Monet näiden orastavien tai muuttuvien tieteenalojen ongelmat vaativat ratkaisuja, jotka edellyttivät panostusta muiltakin tieteenaloilta (esimerkiksi antropologiasta, tietojenkäsittelytieteestä, kielitieteestä, filosofiasta ja psykologiasta). Pian niiden yhteistyö yhdistyi kognitiiviseksi vallankumoukseksi, jonka perusolettamukset olivat, että ihmismieli toimii tietokoneen tavoin (siinä mielessä, että se manipuloi neutraalisti abstrakteja symboleja saadakseen aikaan käyttäytymistä) ja että mieltä voitiin tutkia itsenäisenä, loogisena järjestelmänä – toisin sanoen ilman viittausta sen fyysiseen perustaan ja myös riippumattomana sosiaalisista, kulttuurisista ja tilannekohtaisista tekijöistä. Tämä tunnetaan kognition tiedonkäsittelyparadigmana, ensimmäisen kognitiivisen vallankumouksen ytimenä.

George A. Millerin kirjaa Language and Communication (Kieli ja kommunikaatio) (1951) pidetään psykolingvistiikan eli kielipsykologian ensimmäisenä virstanpylväänä. Psykolingvistiikka oli alkanut kehittyä jonkin verran aikaisemmin psykologian haarana. Se keskittyi ja keskittyy edelleen tutkimaan kielen omaksumiseen, ymmärtämiseen ja tuottamiseen liittyviä psyykkisiä kykyjä, mekanismeja ja prosesseja. Suosittuja tutkimusaiheita ovat muun muassa kaksikielisyys, lukeminen ja mentaalinen leksikko.

Psykolingvistiikka on periaatteessa tutkimussuuntaus, joka ei edellytä mitään tiettyä viitekehystä. Se on yksinkertaisesti kielen ja mielen välisen suhteen lähikuvaus, jossa tarkennetaan esimerkiksi havaitsemiseen, varastointiin (leksikoniin) ja vastaaviin seikkoihin. Psykolingvistiikka kukoisti kuitenkin osana ensimmäistä kognitiivista vallankumousta, ja se liitetään usein generativistisiin (modulaarisiin, innatistisiin, dekontekstualisoituihin, idealisoituihin) lähestymistapoihin kieltä kohtaan.