Mill nawet matematyce odmawiał charakteru apriorycznego). Pomimo że te trzy empiryzmy występowały u Milla jednocześnie, to jednak on sam nie określił swojej filozofii mianem empirystycznej – nazywał ją experentialism. Termin empirystyczny traktował bowiem jako sposób błędnego i pochopnego uogólniania, który ma niewiele wspólnego z metodami nauki. Dziś nie ma wątpliwości, że filozofia Milla jest filozofią empirystyczną.
Za najważniejsze dzieło tego okresu uważa się „System logiki” (System of Logic, Ratiocinative and Inductive), w którym sprecyzował i przystosował koncepcję empirycznej teorii poznania do zastosowania w ramach utylitaryzmu. Kilka myśli zawartych w tym dziele stało się podstawą współczesnej logiki matematycznej. Były to:
pierwsza próba uściślenia pojęć tradycyjnej logiki Arystotelesa, w formie diagramów, schematów i oznaczeń symbolicznych, koncepcja odejścia od „magicznego” traktowania logiki i matematyki na rzecz poglądu, że są to swoiste „metajęzyki”, które można w dowolny, ale nie sprzeczny sposób przystosowywać do potrzeb użytkownika, próba uporządkowania zasad rozumowania indukcyjnego w postaci tzw.