La tesis doctoral de Kenneth Arrow y más tarde el libro que la divulgó, Elección social y valores individuales (1951), implicaron un importante avance teórico para la economía. En una época en que la Economía del Bienestar se miraba con mucha complacencia, especialmente por la posibilidad de que la humanidad a través del Estado resolviera gran parte de los problemas que el Mercado por sí mismo no era capaz de solucionar, Arrow hizo sonar las alarmas.
En su libro señaló que las tomas de decisiones colectivas, propuestas por la Economía del Bienestar, podían adolecer de serias contradicciones internas. Esto, porque mientras es lógico que un individuo ordene sus preferencias transitivamente, es decir, que si prefiere A a By B a C, preferirá también A a C, para una comunidad no necesariamente será válido, pudiéndose dar combinaciones distintas. En efecto, las expresiones de la comunidad pueden no expresarse inequívocamente, dando lugar a lo que se conoce como "la paradoja de la votación".
La toma de decisiones colectivas, sostiene Arrow, es altamente compleja y suele tener contradicciones internas.
Por lo tanto, el "Teorema de Arrow" afirma que no existe una forma democrática de votación que permita una elección social transitiva y racional. En términos más académicos, plantea que si el organismo que toma las decisiones tiene al menos dos integrantes y al menos tres opciones entre las que debe decidir, entonces es imposible diseñar una Función de selección social que satisfaga simultáneamente todas estas condiciones. Así, al menos teóricamente, la única forma de gobierno que permitiría adoptar decisiones estables y no ambiguas sería la de una dictadura unipersonal o cuando las posibilidades de elección se reducen a dos.
Kenneth J. Arrow hizo interesantes aportes a la Microeconomía. Esto, Producto de que uno de los problemas que enfrentaba la Microeconomía en la mitad del siglo XX era que todos los modelos partían de la base que las personas conocen "perfectamente" el precio de los Bienes presentes y Futuros. Es así como Arrow primero y Gerard Debreu después, propusieron adecuar el Modelo de Competencia Perfecta usado en la Macroeconomía, de modo de introducir la Incertidumbre a la Microeconomía.
Para esto, Arrow y Debreu supusieron un número finito de eventos posibles que caracterizan a los estados de la naturaleza y un precio preestablecido para los Bienes en cada uno de los eventos. Así, las personas deben enfrentar la Incertidumbre y su satisfacción depende de la realización de ciertos eventos. Por ejemplo, si llueve mañana un individuo estaría más contento si hubiera comprado un paraguas hoy; al contrario, es posible que lamentara esta decisión si mañana no lloviera. Las preferencias originarán, por lo tanto, la intervención de las probabilidades atribuidas a cada uno de los eventos posibles.
Arrow aplicó sus complicados principios teóricos a preocupaciones sociales como el tema de la discriminación racial en la economía, la asistencia médica, la educación y los Recursos acuíferos. A su vez, dio a conocer su creencia de que el Déficit público no siempre es malo per se, así como determinó su rechazo al Proteccionismo económico de los países.