Családja több nemzedékre visszamenően a beszéd kérdésével és a hang fizikájával foglalkozott. Apja siketnémákat tanított beszélni, anyja maga is súlyos halláskárosult volt, így nem csoda, hogy Bell is logopédusnak tanult. Diákként nem emelkedett ki társai közül, de már ekkor feltűnt találékonysága. Amikor a zord éghajlatú Skóciában két testvérét is elvitte a tüdőbaj, a család előbb Kanadába, majd az Egyesült Államokba költözött. Bell huszonhat évesen lett a Bostoni Egyetem professzora, és amikor egyik siket tanítványával esett szerelembe, új erővel fogott a hang mechanikájával és fizikájával foglalkozó kutatásaiba.
Először a távírót akarta tökéletesíteni, hogy az különböző frekvenciákon egy időben több üzenetet küldhessen, de egy idő után már azon fáradozott, hogy a vezetéken hangot továbbítson. Mivel ötletekben nem szűkölködött, de a gyakorlati fizikában járatlan volt, egy Thomas Watson nevű műszerészt szerződtetett asszisztensének.
Bell alapötlete az volt, hogy a hanghullámokat elektromos rezgéssé lehetne alakítani, majd ezt ismét hanghullámmá visszaalakítani. 1876. február 14-én be is nyújtotta, majd március 7-én megkapta a 174.465 számon iktatott szabadalmat (sokak szerint a valaha bejegyzett legértékesebbet), egy „eljárást, illetve szerkezetet a beszéd és egyéb hangok telegrafikus átvitelére, a beszédet és egyéb hangot kísérő levegőmozgáshoz hasonló elektromos hullámmozgás útján”. De csak órákon múlott, hogy ma őt tekintjük a távbeszélő atyjának, az ő neve szerepel a történelemben, mert ugyanazon a napon Salemben egy Elisha Gray nevű fizikus is szabadalmat kért ugyanilyen elvek alapján készített „messzeszólójára”. A szabadalmi jogot hosszas és igen heves csatározás után a néhány órával korábbi beadás igazolásával végül Bell kapta meg.
A működő telefon három nappal később született meg. A legenda szerint 1876. március 10-én Bell kísérletezés közben véletlenül savat öntött nadrágjára, és ösztönösen a drót másik végén, egy emelettel följebb tartózkodó asszisztensét szólította: „Watson, jöjjön kérem. Szükségem van magára.” Watson lóhalálában meg is érkezett – megtörtént az első telefonhívás.
A találmányt maguknak követelő feltalálók közül az üzleti életben is ő mutatta a nagyobb tehetséget. Miután a telefont nem tudta a Western Union cégnek tízezer dollárért eladni, 1877-ben önálló vállalatot alapított Bell Telephone Company néven (ez a mai AT and T mamutcég elődje), amely perek százait indította és nyerte meg a találmány bitorlása miatt. Az őstelefon persze még nem volt az igazi, a hangot csak négy kilométerre továbbította úgy-ahogy, azt is csak akkor, ha a hívó torkaszakadtából kiabált a kagylóba, a gyakorlati alkalmazást csak az Edison által feltalált szénmikrofon tette lehetővé. A pofonegyszerű szerkezet teljesen ki is ábrándította a nagy fizikus Maxwellt, aki sokkal bonyolultabbnak képzelt egy olyan készüléket, amely képes a hang továbbítására.
