1862年8月，愛迪生以大無畏的英雄氣魄救出了一個在火車軌道上即將遇難的男孩。孩子的父親對此感恩戴德，但由於無錢可以酬報，願意教他電報技術。從此，愛迪生便和這個神秘的電的新世界發生了關係，踏上了科學的徵途。
1863年，愛迪生擔任大幹線鐵路斯特拉福特樞紐站電信報務員。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。這是一臺自動記錄投票數的裝置。
接著他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，在這裡他發明了蠟紙、油印機等。從1872至1875年，愛迪生先後發明了二重、四重電報機，還協助別人製造了世界上第一架英文打字機。
1876年春天，愛迪生遷居，這次他遷到了新澤西州的「門羅公園」。他在這裡建造了第一所「發明工廠」，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，並使之得到了應用。他最心愛的一項發明是留聲機。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。從發明的想像力來看，這是他極為重大的發明成就。
愛迪生在發明留聲機的同時，經歷無數次失敗後終於對電燈的研究取得了突破，1879年10月22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6000多種纖維材料，才找到了新的發光體———日本竹絲，可持續1000多小時，達到了耐用的目的。從某一方面來說，這一發明是愛迪生一生發明的項峰。接著，他又創造一種供電系統，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。
愛迪生又企圖為眼睛做出點事，電影攝影機隨即產生。使用一條喬治伊斯曼新發明的賽璐珞膠片，他拍下一系列照片，將它們迅速地、連續地放映到幕布上，產生出運動的幻覺。他第一次在實驗室裡放映電影是1889年，1891年申請了專利。1903年，他的公司攝製了第一部故事片「列車搶劫」。愛迪生為電影業組建和標準化做了大量工作。
1887年愛迪生把他的實驗室遷往西奧蘭治以後，為了他的多種發明製成產品和推銷，他創辦了許多商業性公司;這些公司後來合併為愛迪生通用電氣公司，後又稱為通用電氣公司。此後，他的興趣又轉到螢光學、礦石搗碎機、鐵的磁離法、蓄電池和鐵路信號裝置上。第一次世界大戰期間，他研製出魚雷機械裝置、噴火器和水底潛望鏡。
愛迪生一生以罕見的熱情及驚人的精力，完成了2000多項發明，其中申請專利登記的達1328項。人們頌揚他：「他雖不發明歷史，卻為歷史錦上添花。」1931年10月18日清晨3時24分，愛迪生帶著寬慰的微笑，閉目辭世，享年84歲。臨終時他坦然地說：「我為人類的幸福，已經盡力了;沒有什麼可遺憾的了。」
舉行葬禮的那天，全美國熄滅電燈一分鐘，以示哀悼。這是人們表達對愛迪生無限懷念之情的最隆重的方式，也是人們獻給這位偉大發明家的一曲無言的讚歌。