Следующий огромный шаг вперед был сделан Г.Лейбницем, который начал с усовершенствования машины Паскаля, но затем сумел создать устройство, которое выполняло не только сложение и вычитание, но все четыре действия арифметики. Как писал Лейбниц Т. Бернету: "Мне посчастливилось построить такую арифметическую машину, которая совершенно отлична от машины Паскаля, поскольку дает возможность мгновенно выполнять умножение и деление над огромными числами...".
В основе машины Лейбница лежал изобретенный им особый ступенчатый валик (знаменитый "валик Лейбница") — т. е. цилиндр, на боковой поверхности которого расположено 9 ступенек разной длины. Валик Лейбница позволял ввести множимое одной установкой и широко применялся в конструкциях счетных машин вплоть до XX века.
С некоторыми усовершенствованиями эти машины, а названы они были арифмометрами, использовались до недавнего времени.