Przedstawiona przez niego krytyka i propozycja zastąpienia weryfikacji przez falsyfikację została opisana w sekcji poświęconej problemowi demarkacji. Carl Gustav Hempel, zaliczany do przedstawicielu empiryzmu logicznego, opisał popularny model wyjaśnienia naukowego, tzw. model DN (dedukcyjno-nomologiczny). Jego zaletą było wskazanie na logiczną formę wyjaśnienia bez jednoczesnego odwoływania się do niejasnego pojęcia przyczynowości. W modelu tym pewne zdarzenie otrzymuje uzasadnienie, jeśli uda się je podciągnąć pod jakieś ogólne prawo przyrody. Innymi słowy: da się to zdarzenie wydedukować z jakiejś ogólnej teorii w koniunkcji z pewnymi warunkami początkowymi (zob. niżej w sekcji poświęconej|wyjaśnieniu naukowemu).
Wielki wkład w XX-wieczną filozofię nauki miał też Karl Raimund Popper. Jego system filozoficzny został przez niego samego nazwany racjonalizmem krytycznym. Sformułował zasadę falsyfikowalności jako kryterium naukowości – zdanie naukowe to nie takie, które zostało lub przynajmniej może zostać potwierdzone (co głosi weryfikacjonizm), lecz takie, które może zostać obalone. Popper odrzucał klasyczne poglądy na temat roli indukcji w nauce – czyli metody stopniowego dochodzenia do prawdy na drodze uogólniania na bazie przypadków szczegółowych – na rzecz metody opartej na wysuwaniu hipotez podlegających falsyfikacji.