Bemerkenswert ist Einsteins Verhältnis zu einem weiteren Pfeiler der modernen Physik, der Quantenphysik: einerseits, weil einiges von seiner Arbeit, wie die Erklärung des photoelektrischen Effekts, deren Grundlage bildete; andererseits, weil er später viele Ideen und Deutungen der Quantenmechanik ablehnte. Eine berühmte Diskussion verbindet Einstein mit dem Physiker Niels Bohr. Gegenstand war die unterschiedliche Auslegung der neuen Quantentheorie, die Heisenberg, Schrödinger und Dirac ab 1925 entwickelten. Einstein stand insbesondere dem Begriff der Komplementarität Bohrs kritisch gegenüber.

Einstein glaubte, dass die zufälligen Elemente der Quantentheorie sich später als nicht wirklich zufällig beweisen lassen würden. Diese Einstellung veranlasste ihn, erstmals im Streit mit Max Born, zu der berühmt gewordenen Aussage, dass der Alte (bzw. Herrgott) nicht würfle:^[26]

„Die Quantenmechanik ist sehr achtunggebietend. Aber eine innere Stimme sagt mir, daß das noch nicht der wahre Jakob ist. Die Theorie liefert viel, aber dem Geheimnis des Alten bringt sie uns kaum näher. Jedenfalls bin ich überzeugt, daß der Alte nicht würfelt.“

Er stützte seine Überlegungen mit verschiedenen Gedankenexperimenten, unter anderem mit dem viel diskutierten Einstein-Podolsky-Rosen-Experiment oder mit der Photonenwaage. Im Diskurs jedoch blieben Bohr und seine Anhänger zumeist siegreich, auch aus heutiger Sicht sprechen die experimentellen Belege gegen Einsteins Standpunkt.