愛迪生在1878年申請留聲機專利的同時，還發明了熱感器。此後10餘年間，他腦際裏縈繞不絕的一個問題，就是如何使用電力來減輕人的勞動負擔。他喜歡科學的挑戰，他喜歡賺錢，但他賺錢的理由與常人毫無共同之處。他時刻都在思索著怎樣以電力改變人類的生活條件。許多年後，他從瑞士回來說：“凡是利用了水力，又使用了電燈的地方，每個居民都具有正常的智力。在那些未曾運用這類發明的地方，當地人與雞同時就寢，同時等待天明，他們的智力也要差得多。”雖說這種結論過於簡單，然而它反映了這個用技術進步作為文明標準來看問題的人的真實形象。
1878年夏末，愛迪生在門羅公園再次考慮電的潛在用途。早在1877年秋和1878年最初的幾個星期裏，雖然他曾做過幾次白熾燈的試驗，但是由於那時“許多人都在這一領域裏進行探索”，所以愛迪生就半途放棄了這方麵的研究。1878年9月初，巴克爾教授勸他去威廉·華萊士處一訪，該人是康涅狄格州著名的發電機製造者。當時，華萊士正在試驗一係列的電弧燈。華萊士似乎察覺出了前來參觀的愛迪生對這種刺眼耀目的電弧的反應，這隻是使用電力“燃燒器”進行照明的開始。華萊士的感覺並不錯，在離開華萊士的工廠時，愛迪生轉身對他說：“我認為我可以在電燈製造方麵超過你，我看你現在的路子不對。”
1878年初秋，愛迪生開始細致搜集有關煤氣燈的資料。在愛迪生探索資料的時期，能夠代替煤氣燈的隻有電弧燈，然而對電弧燈的采用卻十分有限。電弧燈是漢弗萊·戴維爵士早在1812年設計的。他將導線連在電池上，然後再與兩塊相距很近的炭極相接，於是兩極之間就出現了耀眼的光芒。電弧燈所以不能普遍采用，一是它的光芒刺眼；二是炭極之間的距離必須不斷加以調整；三是炭極打火之後，要冒出嗆人的氣味和黑煙，這就決定了它不能用於室內照明。但是盡管電弧燈有這些缺點，自從19世紀50年代以來，有些國家還是做了有限的采用。在英國，每當議會舉行例會時，西敏寺倫敦宮的鍾樓上，電弧燈就會放出奪目的光芒。在英吉利海峽的南弗蘭德，也裝了電弧燈航標。與此同時，美國、英國和法國還漸漸將它用於街道照明。
在愛迪生集中精力研究電燈的一年之前，電弧燈得到改進，這就是所謂的雅布羅克考夫蠟燭問世。它的做法是用絕緣的熟石膏將兩個炭極隔開。當“蠟燭”被“點燃”時，絕緣層就與炭棒同速燃燒發出白熾光。雅布羅克考夫蠟燭在1877年被用作巴黎歌劇院門前的照明，和倫敦泰晤士河岸的部分照明，但是最長的“蠟燭”也隻能用兩個小時，因此構不成對煤氣燈的真正威脅。
白熾燈似乎更不是煤氣燈的對手。自從1838年喬巴爾特將一支炭極投入真空裝置通上電流，觀察到炭極發出紅光以來，科學家們一直在考慮製造電燈的可能性。試圖打破煤氣壟斷照明的人，為數甚眾。但是，他們全都麵臨著如何彌補理論與實踐之間的巨大差距問題。從理論上講，製造電燈隻需要一根細燈絲，可以用炭製，也可以用其他材料。隻要將燈絲封在玻璃容器內，抽掉空氣，即可通過電流讓燈絲發出白熾光。然而，實踐起來卻沒有這麼容易。既要找到一種不易斷的製造燈絲的材料，又要保證玻璃容器具有良好的真空。即使明確了這些必要條件，在實驗室的優越設備中也很難造出理想的電燈。更何況實行商業化大規模生產，還有許多其他問題亟待解決。
愛迪生試驗用的燈絲，幾乎細得不能再細，其加熱的程度，也達到了難以理解的水平。但是，燈絲處於真空之中，對它的觀察，單憑肉眼根本行不通，所以燈泡裏發生的現象，你根本就不知道是怎麼回事。他在電燈方麵建立了3000種不同的理論，每種理論似乎都可能化為現實。可是，他在試驗中隻證實了其中的兩種行得通。
為要找到一種適於製作燈絲的材料，並設計出最佳形狀，在前一年的試驗中，他使用過的材料有炭化紙、玉米芯和各種纖維共幾十種。但均未成功，一方麵是因為這些材料過於脆弱，另一方麵是缺乏良好的真空技術。
愛迪生已不得不尋找現金支持。而試驗就是有了雄厚的資金，成功也未必有保證。不過，他早有花費大筆資金在一個領域取得巨大成功，並帶來難以數計的利潤的先例。這就是電報業。
於是愛迪生電燈公司宣告成立。該公司共有3000股，每股100元的股份，其中2500股和3萬元現金歸愛迪生持有。該公司成立的目的就是要持有愛迪生在電燈、電力和電熱等方麵的一切發明專利，並有權將這些發明專利以頒發特許證的形式賣給他人。事實上，這兒講的專利內容，包括了愛迪生除電報以外的一切發明。因為愛迪生比他的支持者們更加了解，完善白熾燈的製作並不是事業的終結，而是剛剛開始。
1878年秋，在他進行第一組試驗時，重新撿起了炭。盡管做出了很大努力，但炭絲試驗並沒有成功的跡象，於是他轉向鉑和類似鉑的金屬，因為這些材料符合電阻高、散熱慢的要求。這種要求，源自他所謂“電燈分路”的計劃，就是說，製出的燈不僅亮度比電弧燈小，不那麼刺眼，而且還能像輸送氣和水那樣，使用“管道”形式輸送電力。當時的工程界對此持懷疑態度。但是，愛迪生從一開始就意識到了有對電弧燈進行“分解”的必要。因為電弧燈的亮度對一般家庭或小型建築來說有些大。按他的設想，應該用光線較弱的數隻燈泡來取代一隻電弧燈。然而，如果這些燈泡以串聯形式接線，形成一條連續線路時，那麼，關閉一隻電燈，或有一隻電燈損壞，整個線路就會中斷，所有的燈泡便會熄滅。
一些持懷疑態度的人，以為愛迪生是要以固定的電流在幾個燈泡間平均分配，愛迪生卻並非如此。他傾向於使燈泡的數目不同，用改變電流的辦法來解決問題。換句話說就是電壓不變，但電路的電流卻可以隨需要而不斷改變。這就意味著為燈泡供電的發電機必須重新設計，以便保持恒壓。另外，它似乎還意味著，原來使用銅製導線輸送電力，不僅損失大量的電能，而且也不經濟。解決這一問題的辦法是使用高壓，高到它既能將電力輸送一定的距離，又不至損壞燈絲為止，這也就是至今流行於美國的110伏電壓。其餘問題，也隨著愛迪生等人設計出來的饋電係統——三相係統而解決。
然而，最初的問題還是白熾燈。1878年秋試驗過的製燈絲的金屬中，鉑似乎是最理想的一種。10月初，愛迪生提出了一份關於鉑絲“電燈”的專利申請。當時製造的燈泡還被稱作“燃燒器”，還是借用煤氣工業的術語，與兩年後大規模生產的燈泡相比，結構要複雜得多。這種燈泡的燈絲，是鉑絲繞成的雙螺旋，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。這就像是喬治·瓦特的第一台蒸汽機的翻版。幾個月後，愛迪生又提出另外一份專利申請，這時用來控製電路通斷的已不是金屬棒，而是一張可伸縮的膜。
第一份白熾燈專利提出後，愛迪生便嗅到了勝利的氣息。他滿懷信心地宣布：“我已開始解決電的無限分割問題了。”不僅如此，他還對《紐約太陽報》的記者繪聲繪色地描述了電燈事業的近景。整個紐約的建築由20個不同的電站供電，這一來輸電線路的問題就更好解決了。因為煤氣管道再無用處，所以就將電線從空管道中穿過。他說：“我們所做的，隻是取掉煤氣燈，換上電燈。而且可以像煤氣燈一樣，用螺絲調節它的光亮。”至於每戶顧客用電多少，愛迪生並不為難。他的解釋是：“我知道電流是可以計量的，但這需要一個研究過程。我建議，凡安了電燈，不管用還是不用，都以固定盞數付錢。如果這樣做會導致不公正，那我會研製出一種儀表，不過，我認為這是非常困難的事。”在他的計劃中，城市用電燈照明隻是一部分內容。他說，還可以在輪船上或火車上安裝發電機，在小小的鄉鎮，也可以用水力發電，所有這些都是有根據的。藐視困難的愛迪生經常表露出堅定的信心。
1878年，電燈製作的道路上還存在著許多障礙。愛迪生不久就放棄了鉑的使用，盡管如此，第一份專利書還是相當重要的，因為它描述了電燈的許多基本特點。尤其是19世紀80年代的一連串訴訟案對愛迪生的事業是有幫助的。
愛迪生雖然作出了樂觀的宣言，但他十分清楚麵前還有許多困難，因此他開始加倍努力。他意識到自己的數學基礎是不夠的，若要成功地設計出白熾燈，使它成為照明係統中的關鍵部位，就必須進行一係列複雜的計算。因此，在年底以前，他雇用了曾在德國學習過數學的弗蘭西斯·R·厄普頓，他的先生是赫爾曼·路德維格·弗迪南·馮·海姆霍爾茨。在其後的幾個月裏，厄普頓為愛迪生作出了不可估量的貢獻。他的貢獻之一，就是以計算證明了愛迪生直覺的正確：電燈必須具有100歐姆以上的電阻，才可能成為煤氣燈的對手。
然而，不論厄普頓提供的幫助有多大，大量的工作還要靠反複的實踐來解決。燈泡可以是圓形的、橢圓形的或是圓柱形的。每一形狀的燈泡，都要配合一係列不同的燈絲進行試驗。要正確估計每種形式的效率，就必須嚴格掌握每種燈泡的容積。
在試驗過程中，好消息也不斷傳出。由於各家報紙都想報道吸引人的事情，因而也難免對某些問題斷章取義，添油加醋。這種作法，對愛迪生毫無益處。不過，在某種程度上講，這些事也由不得他。他的支持者們急於要得到結果，有時就逼著他在未經過足夠的試驗之前進行表演。在試驗鉑絲效果的過程中，愛迪生偶然地得到了一項十分有意義的發現。他在一個抽去空氣的機械泵中試驗一塊金屬片，發現金屬好像產生了氣。當金屬在真空中加熱到一定程度，就釋放出一種氣體。氣體放出後，金屬還可以繼續加熱，而真空卻不減少，這正是製作白熾燈所必備的條件。
愛迪生不懈地工作，他更換著各種不同的材料，製成許多不同直徑、不同形狀的燈絲。有些燈絲細得難以裝進燈泡，有些隻要一通電，立刻就會熔化。愛迪生還試製了一些複雜的燈具，有一種燈還安裝了電阻器，用燈下的小金屬輪來控製燈光的強弱。
就在他堅持試驗的過程中，他的代理人突然從倫敦來電，要求他立即中斷這項試驗，轉到另一項研究上去。這封電報是古勞德上校拍來的，內容是貝爾電話公司可能就“電話聽筒”爭端提起訴訟。於是門羅公園的突擊隊經過幾個星期的電話試驗，很快解決了“揚聲電話”問題，接著又投入了白熾燈的研究。
1879年秋，愛迪生得到了一種新型的斯普林格氣泵。這種氣泵可使他創造十萬分之一大氣壓的真空。不久，他就發現密封的燈泡不僅可以使用這種真空，而且還可能持續很長時間。不出幾個星期，又一次試驗證實了他的估計。這次他創造了百萬分之一大氣壓的真空，試驗的結果，徹底改變了電燈試製的路子。愛迪生從一開始就認為炭絲是最理想的燈絲材料，他放棄這種材料，隻是因為以前的真空度不夠，炭絲熔化過速。現在，他又回到了炭絲的試驗上，再次用各式各樣的線、纖維和類似的物質作燈絲材料。
從10月16日開始，經過5天的探索，出現了最終的突破。這次愛迪生使用的是棉線，他把棉線裝入鎳板上刻出的U形槽中，進行幾個小時的炭化處理。然而，這隻是一個長過程的初始階段。他們將炭絲裝入燈泡，抽去燈泡中的氣體，將它封好，通入電流。結果盼望已久的情景出現了，愛迪生加大電流，燈泡仍然工作。第一隻燈泡連續燃燒了幾個小時，第二隻燈泡燃燒了40個小時。10月21日和22日的試驗證明，愛迪生已度過了難關。他說：“我認為我們發現了製造它的方法。如果它現在能堅持40個小時，再過些日子我就能讓它持續100個小時。”
不出兩周，愛迪生提出了炭絲電燈的專利申請，說明”甚至一根棉線在正確地炭化之後，置入百萬分之一大氣壓的真空玻璃燈泡中，就可以對通過的電流保持100～500歐姆的電阻，在極高的溫度下也能保持絕對的穩定。”
在其後的幾個星期，門羅公園便投入了製造燈泡的工作。由於愛迪生還在繼續他的試驗，不斷改變燈泡的尺寸和形狀，變換引入燈絲和密封燈泡的方法，因此當時製造的燈泡並不是個個都一樣。另外愛迪生的同事又依照這些燈泡製造出許多複製品，一些懸掛在實驗室，一些送入愛迪生的家裏，巴切勤先生的家裏，以及喬丹太太的廉價旅館中。然後樹起電線杆，將這些電燈與實驗室的發電機相連。還有一些燈泡，被懸掛在街道上。夜色降臨後，電燈都發出明亮的光輝，四周鄉下的人們，凡是能步行或騎馬到這裏來的，都前來欣賞這一新奇的景象。
愛迪生意識到應該采取不同的行動了。門羅公園自架起電燈以來，不僅引起了人們的好奇，也帶來了一些謠言，所以愛迪生認為現在應利用最廣泛的傳播媒介對電燈進行最翔實、最權威的介紹。因此，他請來了前一年在羅林斯觀看日蝕的同室旅伴，《紐約先驅報》的記者馬歇爾·福克斯。福克斯被允許在實驗室裏隨意觀察，隨意提問。作為報答，他保證在得到門羅公園的允許之前，不發表他自己撰寫的報道。
後來福克斯被過早地允許發表了他的報道，這篇文章刊於12月21日發行的《紐約先驅報》上，除了占據一個整版，還在次版占了一欄，大小標題用了11個——“愛迪生之燈”、“偉大發明家在電力照明方麵的勝利”、“一張紙片”、“不用煤氣，不出火焰，價比油廉，然而卻光芒四射”、“在爐中轉換”、“成功後的炭絲燈的全部構造”、“15個月的血汗”、“關於他在電燈、燃燒器和發電機方麵不知疲倦的試驗”、“在棉線上的成功”、“魔術師的喜劇”、“電燈史”。
這篇文章達到了愛迪生的要求，它比較精確地解釋了愛迪生是如何從“一張小小的紙片”開始，製成電燈的。燈光“就像意大利之秋溫和的落日”，而燈泡本身則是“一個發著陽光的小球，一個使人肅然起敬的阿拉丁神燈。”愛迪生每談起這篇文章，總是持有一種尊敬的態度，雖然這篇文章並不能製止許多人在批評愛迪生吹牛皮、無法踐言，而且更令人不安的是，它把愛迪生發明中的許多關鍵暴露給了他的競爭者，使他們得以在愛迪生試圖完善設計的同時消化這些思想，據為己有。不過，從有利的一麵講，《紐約先驅報》把門羅公園的即興表演變成了一塊吸引大眾的磁石。
聖誕節剛過兩天，倫敦《泰晤士報》駐紐約的記者，費城地方電報公司的總裁，以及《費城大眾紀事報》的副總編同車來到門羅公園。從《泰晤士報》曾發表的報道來看，他們對愛迪生的發明一直持坦率的懷疑態度。他們三個中午抵達門羅公園。在其後的幾個小時裏，他們參觀了實驗室，並由愛迪生親自解答他們提出的問題。在此過程中，他們看見了一隻隻明亮的電燈，但是隻有到了天黑以後，這三人才真正理解了愛迪生創造出的奇跡。