Харди вошёл в историю прежде всего как один из основателей современной аналитической теории чисел — области, изучающей свойства простых чисел с помощью анализа и бесконечных рядов. Совместно с другим выдающимся математиком — Джоном Эдгардом Литтлвудом — Харди разработал методы, которые легли в основу многих современных исследований в теории чисел.
Их сотрудничество стало легендой в научном мире: они заключили между собой своеобразный «пакт» — не обсуждать математику, если один из них болен, пьян или на похоронах. Вместе они доказали множество теорем, включая фундаментальные результаты о распределении простых чисел, и заложили основу аналитических подходов к гипотезе Римана. Однажды, в 1913 году, Харди получил странное письмо из Индии. В нём некий самоучка по имени Сриниваса Рамануян утверждал, что нашёл «необычные формулы о числе делителей». Харди сначала принял письмо за розыгрыш: в нём было более сотни формул без доказательств, но с такой гениальной интуицией, что даже он — профессо