正當勝利就在眼前時，這項專利權卻在歸屬問題上遇到了麻煩。因為愛迪生為償還債務曾為大西洋、太平洋這兩家電信公司先後效力，所以兩家公司都認為自己已經購買了新係統所涉及設備的專利權。愛迪生因此被卷入了一場法律訴訟之中。
19世紀可以說是一個傳奇的世紀，新的發明層出不窮。當電報係統開始以電碼形式傳送信息時，發明家們便大動腦筋，設想能否將人的聲音轉換成相對應的電信號，再用電線傳送出去。
1877年4月，愛迪生申報了這種碳阻電話送話器的基礎專利。他利用一個可變性碳阻裝置徹底推進了它的傳聲性能。
電話的發明人，究竟是貝爾還是愛迪生？這個問題被反複提出來討論，雙方也在法院爭論了11年之久。最後法院判定貝爾是發明人，而真正使它實用的則是愛迪生。應該說，真正的電話是貝爾發明的，而愛迪生做的工作主要是在它的基礎上進行改良，使之更加實用。
早在1876年，愛迪生就遷到了新澤西州的門羅公園。在這裏，他建立了自己的“帝國”。他的到來不僅為門羅帶來了生機與活力，也使這個默默無聞的小地方在短短幾年之內變得聲名遠揚。一個創造性的年代開始了。
“門羅帝國”充分網羅了各個學科的精英，愛迪生將他們組織起來頑強地追求著自己的目標，這是愛迪生最出色的一點。他所邁出的這一步，不但在他一生的事業中具有不可估量的意義，而且在全美國曆史上也是一個創舉。它標誌著“集體研究的開端”。
在這個特殊年代中，愛迪生憑著超人的研究精神、恒心和努力，成功地完成了電話、電燈、留聲機、電影、發電設施、打字機、電車、X光機等1000多種發明或改造工作。愛迪生備受社會敬愛，他成了社會的寵兒。
1877年，愛迪生發明了留聲機。
早在愛迪生當電報員時，曾在上蠟的紙帶上用莫爾斯電碼記錄消息。用高速發送時，細心的愛迪生發現，凸凹紙迅速地擦過撐在它上麵的彈簧發出了優美的聲音。他叫助手克羅西按照自己的設想做出了一台有著帶紋道的圓桶、兩隻振動膜和大頭針的裝置來，讓聲音使振動膜發生震動。當振動膜隨著聲音一出一進移動時，振動膜下的針也在同時對它下麵移動的錫紙產生時重時輕的壓力，錫紙上出現了深淺不一的凹槽。要想使這些凹槽以聲音的方式重現，隻需通過附在振動膜上的針將它再送到振動膜上就可以了。
第二天，大家聚集在實驗室，愛迪生將一片薄薄的錫箔卷在滾筒上，把振動膜的針調好位置，對準纏在螺線起點的錫箔。他搖起機器，開始向振動膜背誦一首抒情詩：“瑪麗有隻小羊羔，它的毛發白如雪……”
而後，他從記錄機的振動膜上將針退回，把另一振動膜的針頭對準錫箔。當他再次搖動手柄時，奇跡出現了，機器裏傳出愛迪生微弱的聲音：“瑪麗有隻小羊羔……”人們驚呆了。
後來，愛迪生又做了很多改進：新式留聲機采用了浮動唱針，由電機驅動，用蠟作為錄音材料。它的錄音轉筒用的不再是浸蠟硬紙板而是實心蠟燭。當一層蠟磨損後，隻要將表麵刮去就可繼續錄音了。
發明電燈
真正將電力照明作為目標攻克的時間是在19世紀30年代以後。1831年，英國科學家法拉第成功地造出了第一台發電機，從而在根本上解決了電源不足的問題。19世紀初，英國化學家戴維用一組電池和兩根碳棍，製成了人類曆史上第一盞弧光燈。但是戴維博士的弧光燈缺乏足夠的電源，它隻能發出極短時間的光芒。在這之後，人們對電力照明這一課題的研究做了大量的工作。在弧光燈方麵，俄國工程師約布羅契柯夫、美國人華萊士都有著驕人的成績。
在愛迪生著手電燈研究之前，約布羅契柯夫發明的“電燭”問世了。利用絕緣的熟石膏將兩個碳極隔開，當“電燭”照亮時，絕緣層就與碳棒同速燃燒發出白熾光。從本質上講，這種“電燭”也是電弧燈的一種，隻是更加省電一些。
1876年，巴黎歌劇院門前的大道以及倫敦泰晤士河岸的照明都由“電燭”完成。但它最長也僅能維持2小時的亮度。但是愛迪生卻相信，人們要使用的燈決不僅僅停留在這樣的階段。因為電弧燈光線太亮，既刺眼，成本又高，還會發出氣味、產生煙霧，不適合一般照明，它離人們的實際要求還相去甚遠。
1878年，門羅公園成為愛迪生研究電燈的“戰場”。愛迪生是總指揮，協助他的是七位經驗豐富的助手。在西聯公司總律師格羅斯維諾·P·洛雷的資助下，愛迪生成立一家電燈股份公司。
公司成立之後，他們首先要尋找適於製作燈絲的材料。在試驗過的金屬中，鉑（也稱白金）似乎是最理想的一種。因為這種材料符合電阻高、散熱慢的要求。10月5日，愛迪生提出了一份關於鉑絲“電燈”的專利申請。這種燈泡的燈絲，是用鉑絲繞成的雙螺旋，它們之間再加一支金屬棒。當燈絲熱度接近鉑絲的熔點時，金屬棒便膨脹造成短路，燈泡溫度降低，鉑絲冷卻的同時金屬棒也冷卻下來，於是電流再次通過。然而鉑的價格昂貴，不利於普及。不久，愛迪生就放棄了鉑絲的使用，轉而采用鉑箔。然而，燈絲總是很快的被燒壞，隻能維持短短幾分鍾而已。後來，在不斷地實驗中，愛迪生發現燈絲過快地被燒壞，是由於燈泡中還留有過多的氧氣所造成的。
1879年10月，在愛迪生和助手們成功地把炭精燈絲裝進燈泡中之後，他將燈泡裏的空氣抽到隻剩下一個大氣壓的1%後封上了口。這時，當電流接通後，燈絲在真空狀態下發出了金色的亮光！這正是他們日夜盼望的情景。連續45小時後，燈絲才被燒斷。這一天被曆史永久地記載了下來。
不久，愛迪生為他的碳絲電燈申請了專利。以後的幾個星期，工作小組全力投入到製造燈泡的工作中。他們將製作出的一些燈泡掛在實驗室和愛迪生的家中，還有些懸於街道的上空。
1880年,門羅公園以這神奇的“未來之光”實驗迎接新的一年，這種神奇的發光體照亮了整個門羅。賓夕法尼亞鐵路公司載了3000多人來到門羅。當火車在這個漆黑的冬夜到達時，愛迪生開動機器，40盞白熾燈全部點亮，就好像朵朵的金花，腳下的雪地被照得通明。
提高燈泡的耐久率，是愛迪生改進白熾燈的重要一環。愛迪生向人們宣布，在燈泡的壽命沒有達到600小時以前，還不能算是成功。其後，他發現竹子纖維在碳化後做燈絲，壽命可長達1200小時。幾年以後，他又發明了一種化學纖維替代竹絲。再往後，試驗重新轉向耐熱的金屬方麵，最後才改用鎢做燈絲。愛迪生終於獲得了最終的勝利。
到1882年，愛迪生已在紐約建成了一個當時世界上最大規模的電力係統，它的直流發電機功率達到600多千瓦，為幾千個用戶提供照明用電。此後，白熾燈的使用範圍空前擴大，逐漸遍及全世界。
愛迪生電燈的發明，開辟了科學史上的新紀元，把人類從此帶進了一個嶄新的電光世界。
從直流電到交流電
白熾燈的出現使愛迪生取得了成功，也為他惹來了不少的麻煩。在這之後的7年中，愛迪生又陷入了數不清的專利訴訟之中。從1885年一直到1892年，愛迪生集團總算可以無拘無束地懲罰那些侵犯他專利的人了。
愛迪生又可以完全投入到電燈的改進工作中了。他發現由於碳絲在白熾狀況下不斷損壞，造成了燈泡的損壞。出於好奇，他在燈泡中封入了一根銅絲，這也許可以抑製燈絲的揮發。結果並沒有達到他的目的，但卻發現了一個特別的現象。在燈泡亮的時候，也就是處於受熱階段時，如果給銅絲加上正電壓，雖然銅絲與碳絲並不相連，而且是在真空的條件下，但燈絲與銅絲之間依然有電流通過。如果碳絲沒有受熱，或者給銅絲加上負電壓，則不會出現這種現象。
遺憾的是愛迪生沒有繼續研究下去，隻是將這一事實記在日記本裏，又在論文中加以描述，最後於1883年寫成專利書呈報上去，這就是後來被稱之為“愛迪生效應”現象。在致力於電燈事業的擴展中，愛迪生忽略了後來被認為是19世紀末期的一項最重要的科學發現，這種現象直到20年後才得以解釋。
1884年8月，愛迪生的妻子瑪麗因病去世，這對愛迪生產生了極大的影響。兩年之後，愛迪生遇到了米娜·米勒，於是便在1886年2月結婚了。婚後，愛迪生買下了新澤西州西奧蘭治郊區的一所漂亮的房子，舉家遷居這裏。幾年後，他們的兩個兒子、一個女兒相繼出生。愛迪生又一次得到了久聞的家庭幸福。
19世紀80年代中期以前，愛迪生的地位一直是高高在上、無人企及的。他的發電廠利用直流發電機將電力傳輸給用戶。但是到了80年代後期，這種穩固的地位開始受到來自交流電的衝擊。
當時，愛迪生的獨立電廠一般都是建立在人口稠密的中心地區，電廠輸送的電力距離不能超過1英裏，無法解決人口稀疏的偏遠地區人們的用電問題。此外，直流輸送的電力必須把電壓局限在250伏以內，如果超出這一標準便會燒毀燈絲，危及用戶安全。於是，一些有識之士開始構想一種新的傳輸方式。
愛迪生研究所裏有一位叫尼古拉·特斯拉的克羅地亞人，對於直流電的上述問題，他推想，如果不斷地使原線圈通斷，使之不穩定地流動，副線圈中不就可以不斷地感應出電流嗎？由於電流的瞬間通斷，人們不會覺察出電燈的明滅閃爍。這種大小和方向不斷變化的電流，就是交流電。特斯拉發現了這種裝置可以提高或者降低電壓，副線圈中的匝數越多則感應出的電壓就越高，原副線圈的匝數比就是它們的電壓比，這就是變壓器的基本原理。特斯拉是一位注重理論的物理學家，他始終堅信交流電會成為曆史的趨勢。抱著堅定的信念，特斯拉先後幾次同愛迪生討論過發電機革新的幾種潛在方案。假如這時的愛迪生能夠少一些偏執多幾分考慮的話，那麼曆史恐怕就要改寫了。