愛迪生事業的轉折點是1862年8月的一天，他因奮不顧身地救了一名電信收發員的小兒子，從而有機會學習使用發報機，這是他電信生涯的開始，也使他對電子機器產生了濃厚的興趣。自此以後，他經常廢寢忘食地閱讀各種科技書籍，並不斷進行實驗。
1868年，愛迪生以報務員的身份來到了波士頓。同年，他獲得了第一項發明專利權。這是一台自動記錄投票數的裝置。愛迪生認為這台裝置會加快國會的工作，它會受到歡迎的。然而，一位國會議員告訴他說，他們無意加快議程，有的時候慢慢地投票是出於政治上的需要。從此以後，愛迪生決定，再也不搞人們不需要的任何發明。
1869年6月初，他到紐約尋找工作。當他在一家經紀人辦公室等候召見時，一台電報機壞了。愛迪生是那裏惟一的一個能修好電報機的人，於是他謀得了一個比他預期更好的工作。10月他與波普一起成立了“波普一愛迪生公司”，專門經營電氣工程的科學儀器。在這裏，他發明了“愛迪生普用印刷機”。他把這台印刷機獻給華爾街一家大公司的經理，本想索價5000美元，但又缺乏勇氣說出口來，於是他讓經理給個價，而經理給了他4萬美元。
愛迪生用這筆錢在新澤西州紐瓦克市的沃德街建了一座工廠，專門製造各種電氣機械。他通宵達旦地工作，培養出許多能幹的助手，同時也巧遇了勤快的瑪麗，他未來的第一個新娘。在紐瓦克，他做出了諸如蠟紙、油印機等的發明，從1872至1875年，愛迪生先後發明了二重、四重電報機，還協助別人搞成了世界上第一架英文打字機。
1876年春天，愛迪生又一次遷居，這次他遷到了新澤西州的“門羅公園”。他在這裏建造了第一所“發明工廠”，它“標誌著集體研究的開端”。1877年，愛迪生改進了早期由貝爾發明的電話，並使之投入了實際使用。他還發明了他心愛的一個項目——留聲機。電話和電報是擴展人類感官功能的一次革命；留聲機是改變人們生活的三大發明之一。到這個時候，人們都稱他為“門羅公園的魔術師”。
愛迪生在發明留聲機的同時，經曆無數次失敗後終於對電燈的研究取得了突破，1879年10月21日，愛迪生點燃了第一盞真正有廣泛實用價值的電燈。為了延長燈絲的壽命，他又重新試驗，大約試用了六千多種纖維材料，才找到了新的發光體——日本竹絲，可持續一千多小時，達到了耐用的目的。從某一方麵來說，這一發明是愛迪生一生中達到的登峰造極的成就。接著，他又創造一種供電係統，使遠處的燈具能從中心發電站配電，這是一項重大的工藝成就。
他在純科學上第一個發現出現於1883年。試驗電燈時，他觀察到他稱之為愛迪生效應的現象：在點亮的燈泡內有電荷從熱燈絲經過空間到達冷板。愛迪生在1884年申請了這項發現的專利，但並未進一步研究。而別的科學家利用愛迪生效應發展了電子工業，尤其是無線電和電視。
1887年，愛迪生在新澤西州的西桔建立了工業研究實驗室，一直到20世紀都沒有人能超過這個實驗室。在新實驗室裏進行的第一個重大課題，是把1877年發明的留聲機商業化。這時的愛迪生，意圖把當時的“活動環境”和留聲機同步聯結起來，以普及推廣留聲機，結果卻在這過程中發明了有聲電影。
留聲機的另一衍生物是堿性蓄電池。他動員了不少人力，用各種物質和化學元素，進行了幾萬次試驗，最終製成了這種堿性蓄電池。完成新型蓄電池的時候，愛迪生已經60歲出頭，他的事業興旺發達，生活富裕，成為美國乃至全世界聞名的人物。可是，他並沒有因此而安度晚年歲月，仍然像以往一樣，全身心地投人到創造發明活動中，取得了一個又一個的輝煌成果。