Après avoir étudié à l’université d’Édimbourg et à l’University College de Londres, en Angleterre, Bell devient l’assistant de son père. Il a appris aux sourds à parler en adoptant le système de la parole visible de son père (illustrations des positions des lèvres et de la langue).
En 1870, ses parents, à la recherche d’un climat plus sain, le convainquent de partir avec eux à Brantford, dans l’Ontario, au Canada.
Pour aider les enfants sourds, Bell a fait des expériences au cours de l’été 1874 avec une oreille humaine à laquelle il a fixé des os, des aimants, du verre fumé et d’autres objets. Il a conçu la théorie du téléphone : un courant électrique peut être amené à modifier sa force tout comme la pression de l’air varie lors de la production d’un son. La même année, il invente un télégraphe capable d’envoyer plusieurs messages à la fois sur un seul fil, ainsi qu’un récepteur téléphonique-télégraphique.
Bell a fourni les idées, Thomas Watson a créé l’équipement. En utilisant des anches accordées et des aimants pour faire fonctionner ensemble un instrument récepteur et un émetteur, ils ont transmis une note de musique le 2 juin 1875. Le récepteur et l’émetteur téléphoniques de Bell étaient identiques : un disque fin devant un électro-aimant (un aimant créé par un courant électrique).
Le 14 février 1876, l’avocat de Bell dépose une demande de brevet, c’est-à-dire un document garantissant à une personne le droit de fabriquer et de vendre une invention pendant un certain nombre d’années. L’heure exacte n’a pas été consignée, mais ce même jour, Elisha Gray (1835-1901) a déposé son caveat (intention d’inventer) pour le téléphone. Le 7 mars, l’Office américain des brevets accorde à Bell le brevet pour le “téléphone parlant électrique”. Il s’agit du brevet le plus précieux jamais délivré. Il a ouvert une nouvelle ère dans les technologies de la communication.
La première conversation bidirectionnelle en extérieur a eu lieu entre Boston et Cambridge, Massachusetts, par Bell et Watson, le 9 octobre 1876. En 1877, le premier téléphone est installé chez un particulier ; une conversation a lieu entre Boston et New York à l’aide de lignes télégraphiques ; en mai, le premier standard téléphonique (une machine centrale utilisée pour connecter différentes lignes téléphoniques), conçu par E. T. Holmes à Boston, est une alarme antivol reliant cinq banques ; et en juillet, la première organisation à faire du téléphone une entreprise commerciale, la Bell Telephone Company, est créée. Cette année-là, alors qu’il est en voyage de noces, Bell introduit le téléphone en Angleterre et en France.
Le premier standard téléphonique commercial a été installé à New Haven, Connecticut, en 1878, l’année même de la création de la New England Telephone Company de Bell. Charles Scribner a amélioré les tableaux électriques, avec plus de cinq cents inventions. Thomas Cornish, un électricien de Philadelphie, dispose d’un standard téléphonique pour huit clients et publie un annuaire téléphonique d’une page en 1878.
La Bell Company a construit la première ligne longue distance en 1884, reliant Boston et New York. Bell et d’autres ont créé l’American Telephone and Telegraph Company en 1885 pour exploiter d’autres lignes longue distance. En 1889, la ville de New York comptait 11 000 miles de câbles souterrains.
