Ses travaux ont eu un impact considérable sur ses contemporains. Trois contributions principales peuvent être distinguées au sein de son œuvre. L’une des contributions les plus connues est celle du théorème d’impossibilité (1951), où K. Arrow généralise le paradoxe de Condorcet en l’appliquant aux choix collectifs, démontrant qu’il n’existe pas de fonction de choix social indiscutable. En 1954, l’auteur revisite, avec Gérard Debreu, la théorie de l’équilibre général de marché. En 1962, K. Arrow fait également office de précurseur en s’intéressant aux mécanismes d’apprentissage par la pratique, ce qui permettra de poser les bases de la théorie de la croissance endogène.

Parmi les principaux ouvrages de Kenneth Arrow :
• Social Choice and Individual Values (1951) ;
• Existence of an Equilibrium for a Competitive Economy (1954) ;
• Rational Choice Functions and Ordering (1959) ;
• The Economic Implications of Learning by Doing (1962).