Рассмотрим сначала взаимодействие двух тел друг с другом. Обозначим силу, действующую на первое тело со стороны второго, а
— силу, действующую на второе тело со стороны первого. Используя второй закон Ньютона в форме
получаем, что изменение импульса первого тела
а изменение импульса второго тела
Согласно третьему закону Ньютона,
поэтому
Следовательно,
Запишем это в виде
Это означает, что изменение суммы импульсов
равно нулю. А если изменение некоторой величины равно нулю, то эта величина сохраняется.
Приведенное доказательство можно обобщить и на взаимодействие нескольких тел — важно лишь, чтобы система этих тел была замкнутой, то есть чтобы тела взаимодействовали только друг с другом.