Als Mathematiker und Logiker ist für Turing offensichtlich, dass die Frage, ob Maschinen denken können, unpräzise ist, weil die Begriffe „Maschine“ und „Denken“ nicht eindeutig definiert werden können. Entsprechend gibt es darauf keine akkurate Antwort. Turings Lösung: Er ersetzt die eigentliche Frage durch das von ihm so genannte Imitation Game.

Das Spiel wird von drei Parteien mit unterschiedlichen Zielen gespielt: einer Person beliebigen Geschlechts, einem Mann und einer Frau. Die Aufgabe der ersten Partei beliebigen Geschlechts besteht darin, die verbleibenden zwei Personen, ohne sie zu sehen, zu befragen und basierend auf den Antworten zu entscheiden, wer der Mann und wer die Frau ist. Die zweite Partei soll z.B. der Mann sein und im Interesse des Fragestellers antworten – diesen also bei der Feststellung der Wahrheit bestmöglich unterstützen. Die letzte Partei soll z.B. von einer Frau besetzt werden, deren Ziel es ist, den Fragesteller zu einer falschen Schlussfolgerung zu bringen.

Turing reformuliert seine ursprüngliche Frage, ob Maschinen denken können, als seiner Einschätzung nach äquivalente Frage auf Basis des Spiels: „Was passiert, wenn eine Maschine die Rolle der letzten Partei übernimmt?“ Wird ein Fragesteller genau so oft falsch liegen, wie wenn das Spiel von Mann und Frau gespielt wird?

Er geht davon aus, dass diese Frage genutzt werden kann, um festzustellen, ob eine Maschine dem Menschen vergleichbar denkfähig ist, ohne eine Begriffsdefinition von Denken geben zu müssen. Die beste Strategie für die Maschine, das Spiel zu gewinnen, ist eine möglichst gute Imitation des Menschen; sie muss Antworten geben, die ein Mensch geben würde. Auch wenn Turing auf diese Weise eine Definition des Begriffs Denken umgeht, so scheint er doch gewisse Fähigkeiten damit in Verbindung zu bringen, wie etwa die Fähigkeit, jemanden zu täuschen oder sich in eine Person hineinzuversetzen.

Turing glaubte Anfang der 50er Jahre, dass etwa um die Jahrtausendwende Computer existieren würden, die eine Speicherkapazität von mehr als 109 bit (125 MB) haben und das Imitation Game gewinnen können. Denn je größer die Speicherkapazität ist, desto mehr Regeln können gespeichert werden und desto mächtiger ist eine solche Maschine. Turing nahm an, dass 109 bit ausreichen, um den Verstand eines Menschen in Form von Regeln so gut abzubilden, dass eine nach diesem Prinzip programmierte Maschine einen Fragesteller nach jeweils fünf Minuten Befragungszeit in mehr als 70% der Spiele täuschen kann.

Die Originalfrage des Imitation Game wird heute selten diskutiert. Ihre vereinfachte Version trägt den Namen Turing-Test und stellt fest, ob ein Fragesteller entscheiden kann, ob seine Fragen von einem Menschen oder einer Maschine beantwortet werden. Die Komponente des Gegenspielers geht hierbei verloren, vereinfacht jedoch die Umsetzung in der Praxis. Obwohl Turing in seiner ursprünglichen Schätzung die Kapazität eines Computers im Jahr 2000 um mehr als das 100-fache unterschätzt hat und heute jeder mit einem modernen Smartphone mehr Speicherkapazität in der Hosentasche trägt, hat bisher noch kein Computer den Turing-Test bestanden.