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自1981年至1990年代初，是美国法院开始转变并对软件专利加以保护的阶段。
1981年在Diamond v. Diehr,S.Ct案件中，出现了转折点。被上诉人Diehr所请求的发明为制造橡胶产品时，控制压力与时间的方法，认为这是该产业中最新的技术。专利审查员认为软件执行制程的步骤不能成为专利标的。本案的争议焦点在于使用计算机软件执行数学方程式的制程是否属于美国专利法第101条所保护的可专利标的。最高法院认为，该专利申请是寻求生橡胶固化制程的专利保护，该制程虽然使用了著名的阿列尼斯方程式，但并不排除他人使用该方程式，而仅仅排除他人使用该方程式与请求标的连结之步骤，因此该制程应属于可专利的标的。在该案中，法院再次确认关于专利性的规定（101条）与新颖性（102条）、非显著性（103条）和实用性（112条）是四个截然不同的要求，其认定方式和标准不同，不能混为一谈。即当运用了数学公式的计算机软件能够与其他装置或机器结合，就具有可专利性。
在In re Freeman(1978)、In reWalter(1980)和In re Abele(1982)案件中，关税及专利上诉法院（于1982年改组为联邦巡回上诉法院）总结确定了两段分析法，即所谓的Freeman-Walter-Abele测试分析法。第一步，在权利要求中是否直接或间接地复述了一项数学算法？如果是，则需要进行第二步，该软件发明的整体是否仅仅为数学算法本身？如果答案是肯定的，则该软件发明不具有专利性。直到1990年代初，关于软件之专利性，大都采用Freeman-Walter-Abele测试分析法。
自1992年开始，法院处理了一系列软件专利案件。在Arrhythmia案件（Arrhythmia Research Technology Inc. v. Corazonix Corp, Fed. Cir.,1992）中，法院认为：软件发明权利要求是法律问题，应由法院而非陪审团认定，并可以上诉；一项制程中的步骤或装置中的功能并不因为包含了使用或通过软件进行数学运算即被视为不具有专利性，也不因为其演算或操作的结果是用数值或文字来表达而有所不同；但是，如果仅仅是数学运算，则该软件发明不具有专利性。上诉法院认为该案件中的发明以特别且实用的装置，加上特定的应用程序，已经满足第101条专利标的要件。在In re Alappat（Fed. Cir. 1994）案件中，联邦巡回上诉法院进行了全院审判（en banc），推翻了专利局的决议，同意给予Alappat的示波器荧屏显示软件系统专利保护。法院认为：在确定一项发明是否具有专利性时，应从权利要求的整体进行判断，而不应计较其中的个别部分是否含有不具专利性的纯粹的数学运算；而且法院借本案认定，一台普通的计算机经过特定软件的指令就特定的功能进行操作便成为一台具备特殊目的和功能的计算机，这与法定的“机器”或“装置”没有差别，也因此不再是纯粹的数学运算。事实上，该案的全院判决并没有遵循Freeman-Walter-Abele测试分析法则。在Lorwy(In reLorwy, 32 F.3d 1579, Fed. Cir. 1994)案件中，法院判决突破了“印刷物例外”准则，认为Lorwy发明（含有储存资料功能电脑记忆结构，可以储存、使用和利用记忆结构中的资讯）是通过电脑而非人脑处理的资讯不构成印刷物，而具有专利性。随后，在Beauregard(In re Beauregard, 53 F.3d 1383, Fed. Cir. 1995)案件中再次确认电子存储媒介装置具有专利性。但是，在Schrader(In re Schrader, Fed. Cir. 1994)案件中，法院认为Schrader发明（一套商业应用软件，关于方便了解不动产市场买卖双方出价情形并同时达到买卖双方最佳要求的软件）仅仅是数学运算，并非法定专利标的。同样，在Trovato(In re Trovato, 42 F.3d 1376, Fed. Cir. 1994)案件中，软件发明涉及一项计算两点之间最近距离的方法或“装置”，法院却使用两段分析法，认为所主张的技术仅仅是一系列软件指令和数学运算，不具有专利性。
由于1994、1995年的诸多判例，美国专利商标局遂于1996年公布《与电脑相关发明之审查基准（Examination Guidelinesfor Computer-Related Inventions）》，规定审查基准并非行政法规，不具备实体法效力，仅仅作为专利审查员的参考，同时明确：（1）凡符合下列情形之一者，即推定发明人的权利要求符合专利性：1）通过计算机软件其他形态的软件操作的电脑或装置即推定为法定的“机器”；2）计算机可读记忆体（computer-readable memory）如果通过计算机的使用可以达到特定的功能，即可推定为特定的“产品”；3）通过计算机进行的一系列操作步骤即可推定为法定的“制程”。（2）审查一个发明中的每一项权利要求是否具有专利性，并从该发明的整体考察其作用或功能，而无须一开始就审视某一项权利要求是否仅仅为数学运算。（3）审查软件专利主要考量该发明在其所属科技领域内的实用性（practicalapplication）。（4）具有下列情形之一者，仍视为不具有专利性：1）独立于任何实体以外的资讯组合或排列；2）已包含代表创作或艺术表达资讯的已知的“机器可读存储器（machine-readable storage medium）”；3）独立于任何实体以外的“资讯结构（data structure）”，即不在计算机实体结构之内操作的资讯；4）仅仅对于抽象的数学运算或概念进行操作的软件。（5）审查基准还开创了两个所谓的“安全港（safe harbors）”，只要权利要求符合其中之一即当然视为具有专利性。1）其权利要求所主张者能够独立于计算机之外进行实体操作或在计算机操作之后进行操作（独立或事后演绎）；2）其权利要求所主张者能够在计算机操作之前对具体物理要素即实体要素或有关资料进行操作（事前演绎）。（6）关于“业务方法”的权利要求并不单独存在，而应与其他的权利要求一视同仁，接受审查。
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