1749年初，狄德罗因他的《论盲人书简》中几句涉及到私人的话得罪了迪普雷·德·圣摩尔夫人和雷奥米尔先生，被关进了范塞纳监狱。
卢梭得知狄德罗已获得了部分自由，可以在范塞纳监狱的房屋和园子里活动，还准许接见朋友，恨不得立刻奔去看他。因为杜宾夫人家有要事拖延了两三天，急得他如同等了三四百年！终于可以脱身了，卢梭跑到了监狱，刚进们就大叫一声，猛地抱住了狄德罗，呜咽着泪流不止。狄德罗很受感动，对旁边的一位教士说：“你看，先生，我的朋友是怎样爱我。”卢梭发现狄德罗因坐牢受到很大刺激，很需要朋友陪伴他、安慰他，所以他隔一天就去看他一次，有时和狄德罗妻子一道去，陪伴他度过整个下午。
1749年夏天，特别炎热，到监狱有好几里路，卢梭手头拮据，只能步行去看望狄德罗。他随身带着一本书，以便走累了时消遣。有一天，他带了一本《法兰西信使》杂志，在路上边走边读，突然看到第戎学院的有奖征文公告，征文题目是《科学和艺术的进步是否有利于敦风化俗》。一看到这个题目，卢梭头脑中那些长期孕育的许许多多富有生气的思想潮水般地涌来，他兴奋到了极点，以致感到窒息，便倒在附近的一棵树下，在精神错乱的状态下度过了好一会儿，才发现自己衣服的前襟已被泪水湿透了。当时，他仿佛看到了另一个宇宙，自己变成了另一个人，心中的闸门被打开了，无数思想形成了一股巨大的洪流。
一到范塞纳，狄德罗就看出了他近乎发狂的激动情绪，听他说明原因后，便极力鼓励他把思想发挥开来，写出文章去应征。
卢梭听从了狄德罗的建议，开始着手撰写征文。第一次写这样的论文，使他颇费周折。在那些不眠之夜里，他总是闭着眼睛在床上想，文章的段落词句在脑子里逐渐明晰，然后又翻来覆去地修改，直到满意为止。可是等他起床后准备下笔写到纸上时，想好的内容几乎忘得一干二净。为了解决这个问题，他请来戴莱丝母亲充当临时秘书，每天早晨卢梭就躺在床上把夜里想出来的文章口授给她记。这样，一直持续了很久才把文章写完。
卢梭的应征论文题为《论科学与艺术》。他从研究人类发展史着手，从人类的良知觉醒时期开始，分别叙述了东西方古老帝国及欧洲的兴起，论述了人类社会所经历的变化，从而得出了这样的结论：人生来就是平等的、自由的、自然是美好的，科学艺术的发展没有给人类带来好处，只是造成社会道德的堕落和种种罪恶。
初稿写成后，拿给狄德罗看。他读后很满意，同时提出一些修改意见。卢梭这第一篇论文具有热情洋溢、气魄宏大的特点，但逻辑性和论证方面显得逊色一些。卢梭认真修改后就把文章寄了出去。这是名不见经传的卢梭寄出去的一个希望，他除了狄德罗和因为音乐爱好一时过从甚密的格里姆以外，跟任何人都没说过。
在此期间，弗兰格耶先生和杜宾夫人给卢梭加了薪，他和戴莱丝在朗格道克公寓单独租一套房子住，不久戴莱丝父母也搬过去了。他和戴莱丝经常手挽手、肩并肩到郊外散步，遇到小酒店还要进去喝两杯，生活有滋有味。在家里晚餐时，常把窗台当桌子，边吃边观赏外面景物，看着过往行人，呼吸新鲜空气，体味着无穷的乐趣，不知不觉就到了深夜。1750年，卢梭在平静而美满的生活中已经淡忘了自己写的那篇应征论文，突然听说中了头奖，使他又回想起那篇文章中阐述的观点。他认为，人如果赤裸裸地像野人一样，生活就会无拘无束，自由自在。而科学、艺术和文学所制造的欲望给人类带来束缚。他认为，科学的目的是虚幻的，其效果是危险而有害的。它会使人游手好闲，怠惰奢侈，从而引起风尚解体和趣味腐化，它削弱了人的战斗品德，破坏德行。为此，卢梭引用了古埃及的传说，说是一个十恶不赦的魔鬼发明了科学。这篇论文，蕴含着卢梭以后的一些思想，如“天赋人权”说和“自然状态”说的萌芽，还表现了他早期的反封建思想，对18世纪法国封建专制制度下上层社会的虚伪与腐朽进行了有力的抨击。指出当时的社会是建筑在不平等的基础上的，贵族阶级的豪华生活是以人民的贫困为前提的，文化是为腐朽的贵族阶级服务的。在这种“社会秩序”中所见到的，只有压迫和苦难。他把文明社会和自然状态完全对立起来，认为人天生是自由平等的，但文明社会却处处没有自由，没有平等。在文明社会中，由于科学、艺术和文学同财富和奢侈密切联系在一起，它不但无助于敦风化俗，反而会伤风败俗。他痛斥贵族的富有、奢侈和腐化，赞扬劳动者的淳本和美德。在他看来，奢侈无不与科学艺术相伴而行，无不与善良的风化和德行背道而驰；与其有知识或科学艺术而无道德，还不如有道德而无知识或科学艺术。卢梭这种完全否认科学艺术的观点是偏激的，缺乏全面分析的。但他在谈论科学艺术的背后，揭露了贵族、富人的奢侈生活是法国社会罪恶的根源，而且在人们普遍对科学与艺术持乐观态度的时候，看到其负面效应，多少可唤起人们的一些警觉，是有积极意义的。
《论科学与艺术》，以其论点新奇、论证有力、文笔优美而获奖后，卢梭的名声大振，很快成为法国文坛上风靡一时的著名人物，这也是他一生中的重大转折。他感到自己童年时代被灌输的那种英雄主义与道德观念的原始酵母开始起作用了，从而觉得：做一个自由的有道德的人，无视财富与物欲而傲然自得，才是最伟大、最美好的。因此，他决定改变自己的生活方式，放弃对财富和荣誉的追求，而献身于思想的自由创造。正当卢梭因论文获奖而激发起他对人类的诸多问题进行沉思并可能由此孕育出新的佳作时，戴莱丝生下了第三个孩子。卢梭仍旧给送进了育婴堂，后来的两个也作了同样处理。这件事受到了别人的指责，卢梭的看法是：把孩子送给国家教育，将来让他们成为工人、农民而不是变成冒险家和财富追求者，这是做了一个公民和慈父应该做的事，是出于善良愿望的一种做法。
不迫求财富，但也要维持生活，卢梭还必须干些挣钱的工作。
他继续给弗兰格耶先生和杜宾夫人当秘书。后来还做了弗兰格耶先生手下的出纳员，在先生外出的时候，他因操劳过度生了一场大病，在床上躺了一个多月。这时候他又感到，现在的位子和自己的特长太不吻合，而且也不符合自己的疏远财富的愿望，便在病愈后辞去这份工作，转而替人抄乐谱，按页数计酬。卢梭觉得这种工作很适合自己，因为它既和自己的爱好相符，又使他不用屈从于人就能维持生活。他不用到外边去上班，连自己的生活方式都改变了：衣不佩装饰物，头不戴假发，甚至把手表也卖掉了。他高兴地说：“谢天谢地，我以后不需要知道钟点了。”
