宋真宗鹹平三年，即庚子1000年的上年，19歲的畢升迎娶同鄉才女李妙音。
按北宋沈括在《夢溪筆談》所記，畢升是在慶曆年間（1041—1048年）發明了活字印刷術，也就是在畢升59歲到66歲這一人生階段。
自從弄壞了師傅的雕版以後，畢升就沒有停止過思考。
一天，他對大家說：“師傅們！這種雕版印刷方法非改革不可！我畢升有這個決心。希望大家出點子，想辦法，多多幫助。”
“怎麼改？好多能人都改不了，何況咱們呢？”
“別異想天開了，還是老老實實刻我們的字吧！”大家七嘴八舌好一陣子也沒辯出個道道。
畢升並不氣餒，此後，一有空閑，他就考慮這件事。
有一天，畢升看見兩個兒子玩過家家，用泥做成了鍋、碗、桌、椅、豬、人等，然後隨心所欲地擺來擺去。畢升看著看著，忽然眼前一亮，猛地一拍腦門，高興地大叫起來：“有辦法了！有辦法了！如果把字也變成桌椅等玩具，不也可以隨意排列組合了嗎？”
這時已經是1048年的冬天，畢升66歲了。雖然天氣很冷，他仍然伏在桌上，用小刀在一塊塊半寸見方的小木塊上刻著字。手凍僵了，就用嘴噓噓熱氣再刻。就這樣，白天上工，晚上刻字，三千多個常用字終於刻完了。
幾個月後的一個早晨，天剛亮，畢升就起來了，急急忙忙地吃過早飯，便背著個大柳條筐，跨進了萬卷堂書坊的雕刻工場。他興奮地說：“諸位師傅，我用了幾個月時間，已經把木活字刻好了。今天我想實驗一下，請大家指教。”大家聽了畢升的話，都有點驚奇，有的人帶著半信半疑的神情從筐裏拿出了幾個木活字問：“用這個東西有什麼好處呢？”
畢升不急不忙地說：“活字印刷，印完了可以把字拆下來，下次再用。這不是比雕版印刷好嗎？”
“字這麼多，你怎樣把需要的字一個一個揀出來呢？”
“請大家仔細看，我是把字按讀音歸類的。一種韻部一個類。同一類的字放在一個盤子裏，然後再按部首筆畫排出順序，揀起來是十分方便的。”
“可是，怎樣把字排在一起又使它們不分開，而且使字麵平整呢？”
當看到畢升把木活字夾在一塊有方格的鐵框板裏，用燒化了的鬆香之類的東西把沒有字的一頭粘在鐵板上，拚成了一塊活字版後，大家不住點頭稱讚。畢升在字上塗了油墨，開始印刷了，可是印著印著，字跡漸漸變大，筆畫也越來越模糊了。原來是選用的木材出了問題。
“用什麼好呢？”大家一時都沒了主意。
有個師傅沉思了良久，說：“我想，最好能用一種既便於雕刻又不吸水的東西代替，可它又不是木料。到底是什麼呢？我一時想不出。”他的話引起了大家的興趣，你一言我一語，紛紛議論起來。
這時，畢升看到一個年輕工匠手中的茶壺，心中猛然一動，脫口而出：“有了！有了！”大家聽了畢升的話都有點莫名其妙。畢升鎮靜了一下，微笑地說：“我看到了瓦壺，猛然想起製活字的東西來了。如果用膠泥弄成坯刻上字，再放進窯裏煆燒，不就可以製成不吸水又不易變形的活字了嗎？”
第二日，畢升就來到了離京城不遠的一個叫黔首穀的地方，這裏出產一種土質細而黏性強的泥土。在黔首穀窯場工人們的幫助下，世界上第一批泥活字就這樣在一個平民手中誕生了！
在大家的祝賀聲中，畢升進行了活字印刷的表演。隻見他從屋裏取出一個有方格的鐵框板，又從衣兜裏掏出一包鬆香均勻地鋪在上麵，然後，便把鐵框板放在爐子上加熱。鬆香一遇熱，就熔化了。然後他將細膩的膠泥製成小型方塊，一個個刻上凸麵反字，用火燒硬，按照韻母分別放在木格子裏。然後在一塊鐵板上鋪上粘合劑（鬆香、蠟和紙灰），按照字句段落將一個個字印依次排放，不一會兒，鐵板上就排滿了字。再在四周圍上鐵框，用火加熱。畢升把鐵框板從火爐上拿下來，迅速用一塊平平的木板在字麵上輕輕壓了壓，字麵就平整了。鬆香一凝固，一框泥活字也就整齊地粘在一起，非常牢固。待粘合劑稍微冷卻時，用平板把版麵壓平，完全冷卻後就可以印了。印完後，把印版用火一烘，粘合劑熔化，拆下一個個活字，留著下次排版再用。