一个全新的创造——留声机
爱迪生在30岁之前所发明的东西，从有关电信的机械开始，大半都是已经知道原理或是别人发明失败的东西加以改良而使它实用化的，唯独唱机是他创造的。
虽说爱迪生是第一台留声机的制造者，但最初提出这一设想的人并不是他。摄影术的诞生，使许多富于想像的人们不禁探询，既然能够记录图像，为什么就不能记录声音呢？
1839年，汤姆胡德在《每年笑闻》中写道：“在这发明层出不穷的时代，当自动图画纸已经问世，可以用来复制可见物时，谁能否认将来会有人发明一种重述声音的复写纸呢？”此后40年左右，一个叫查尔斯克罗斯的法国科学家也曾提出过留声机的设想。
1877年4月，克罗斯撰文描述了以人的声音震动薄膜，薄膜在一块涂有碳黑的玻璃上留下了震动细痕，然后用光蚀方法，将细纹印在金属盘上，再用另一薄膜的附件在光蚀后的细纹上移动，这样薄膜就重现了原来的声音。由于克罗斯找不到财源，他无法进行试验，只好将论文存在了巴黎的科学院。几个月后，他和当时一位科普作家雷诺神甫谈起了他的计划，同年10月10日，《教区一周》杂志发表了一篇署名为雷诺介绍克罗斯装置的文章，并将这种装置取名为留声机。
又过了两个月，因为获悉大西洋彼岸的爱迪生也在进行这一试验，克罗斯决定将自己的论文公布于众。次年，他又试验自己的电话。他记录当时的情况说：“我的脑子里想的都是声音振动理论和利用振膜传送声音的方法。所以，我很自然地想到：既然能打出可以再现电报机声音的纸带，那么振膜的振动为什么就不能记录下来，再将声音复原呢？于是我匆忙架起一台设备，将一张纸条从中穿过，并在穿纸的过程中喊了声：‘你好！’然后又把纸条抽出，我与巴切勒屏息静听。我们清楚地听到机器发出了声响，借助丰富的想像，就可将这声响译成：‘你好’。这样，我决定要进行下一步试验。”
这次试验的日期没有记载。但在7月18日爱迪生的记事册上还有另一段记录，上面写着：“x是在中心膜边缘的橡胶膜，在靠近或处于嘴唇的位置时，发音使它产生振动，它将振波传到中心膜，继而传向外层膜。由此，我们发出的辅音被增强，使声膜震动起来——我们刚刚做完这样一种试验。[在注释的下端还有这样几句话]用一带有凸凹纹的膜紧贴蜡纸随着发音作迅速摩擦。于是我们发出的‘斯一、波一、嗑一、哥—’的声音振动就被清楚地记录在蜡纸上。毋庸置疑，据此将来我一定会十分完满地储存和再现人的声音。”
长期以来，人们认为爱迪生想到留声机的设计，是因为他的手指被一台试验中的电报记录机的振针刺痛后才产生灵感。这份记录对传统的看法是一个否定。
在整个后半个夏季，爱迪生都是在专心致志地改良他的电报记录机。与此同时，他还在初步试探生产白炽灯的方式。虽然他也在思考自动记录声音的方式，但这项工作在他的日程表上只居次要地位。然而，这种形势在11月份发生了巨大的变化。11月3日，《科学美国人》披露，罗莎培丽博士和马雷教授成功地录下了人的喉、唇和一部颚的运动。文章预言，将来可以借助电把这些运动记录发送到远方。
11月7日，E．H．约翰逊向《科学美国人》透露说，门罗公园实验室已在考虑“一种非常大胆的设计，这种装置将把人的声音记录在纸条之上，日后何时想用，便可以自动将声音复原，并具有原来说话人的发音特点。”
该刊的编辑在一篇社论中推测不久将有这种装置问世。在英国，《自然》杂志转载了这篇社论。也许正是这个原因使爱迪生改变了他的工作重点。
爱迪生对留声机的设想是从1877年夏天开始的，但直到1877年12月初，爱迪生才将设计图纸交给他的机械师设计。一天清晨，爱迪生起得很早。他兴冲冲地走进办公室，掏出一张批明工价18元的机械设计图，交给一个叫约翰克鲁西(John Kruesi )的助手，请他马上试制出来。设计图是这样的：沿一金属滚筒刻出螺旋槽。将滚筒装在一个可从一端用摇柄转动的轴上，滚筒亦可在轴上作平行移动。在滚筒的两端均装有振膜，每个振膜都伸出一支针可以移至滚筒的螺旋槽。
克鲁西接过草图百思不解其用，便问：“先生，这是什么机械？”
“这是一台会说话的机器，请你赶快照图样做出来。”爱迪生把手一挥，急不可待地说。
这时卡门(Will Carman )也在场，他和克鲁西一样，不相信爱迪生的回答，他说机器是不会讲话的，并且愿意以一把雪茄作赌。克鲁西也兴奋地参加赌赛，他情愿出两元钱。爱迪生回答道：“我没有带钱，克鲁西，可是我愿意和你赌一桶苹果。”
克鲁西虽然不理解，他也只好跑到车间，照图样制作起来。等机器造好，已经是吃晚饭的时候了。机械师三步并作两步地把它送到爱迪生那里。
爱迪生看见机器和设计的完全一样，非常满意。12月6日，爱迪生的工作人员都在实验室里集结，观察克鲁西工作的结果。克鲁西说此机必徒劳。厂中大多数人持怀疑态度，就连爱迪生本人，对于是否能成功地造成这架机器也没有把握，他说：“我不相信这机器一定会成功，不过企望或者可得到一些消息。”
爱迪生将一片薄薄的锡箔卷在滚筒上，把振膜的针调好位置，对准缠在螺线起点的锡箔上。于是爱迪生摇起机器，开始向振膜讲话。他背诵着抒情诗“玛丽有只小羊羔，她的毛发白如雪……”。大家还在旁观。爱迪生从记录机振膜上把针退出，将滚筒转回原位，然后将另一振膜的针头对准锡箔。
他再次摇动手柄。就在这时奇迹出现了，机器发出了微弱，然而无疑是属于爱迪生的声音：“玛丽有只小羊羔……”克鲁西用德文惊叹道：“我的上帝！”
“在我的一生中，从来没有如此吃惊过。”爱迪生说：“大家也都感到惊讶。对于一试就成的东西，我总是放心不下。长期的经验告诉我，这种东西还有许多缺点，离商业化程度还有一定距离；然而，成功无疑是摆在了眼前。”
当晚，爱迪生克鲁西两人反复试验，想获得较优成绩。逐渐能使锡箔更平妥，摇柄与滚筒更稳定。每记入一歌一文，令其发音，使他们惊喜万分。
1877年12月24日，爱迪生在华盛顿提出专利申请，翌年的2月19日获批准，它所包括的内容是：将可由人声或其他声音震动的盘、振膜或其他物体与另外一部分材料连接，这部分的材料可由压力、刻蚀或其他方法改变表面，从而能够记录下上述振体的运动痕迹。这种记录下的痕迹，装在第二个振动盘上，便会将振体的声音重现。此外，这份专利书还提到了使用转盘代替滚筒、使用熟石膏做模具，翻制原声唱片以及其他一些改进措施。
爱迪生乐不可支，下面这段话最能代表他当时的心情：“我已有了许多项发明，但只有这个才是我的亲生孩子，我急盼它快点成年，以便在我晚年尽点照顾瞻养之责。”实际上，这时的留声机还需进一步改进。
爱迪生在申请专利这段时间里，他与助手们对机器进行了多处小小的改进，制成了一系列的改进型留声机。在改进过程中，爱迪生发现，可以用同一振膜记录和放送。在记下振动痕迹之后，可用一喇叭状物来扩大振膜上的声波，这样能加强音量。但是，尽管有了这样的改进，滚筒仍不得不用手摇动，因此保持录制速度的稳定性就是个问题。同时为了准确地再现录下的声音，播放时的速度还得与录制速度保持一致。不久，他们便改用马达驱动。重要的是滚筒，使用几次就会磨去蚀纹，再播放就辨不出说的是什么内容了。因此，对留声机的改进，是爱迪生日后研究项目中的重要内容。
爱迪生的留声机试验成功以后，马上向世界宣布了这一新闻。在成功后的一周之内，他和约翰逊首先来到《科学美国人》在纽约的编辑部。该刊编辑比奇(F．C．Beach )先生在他的专栏里写道：“托马斯•A•爱迪生先生最近来到编辑部，将一台小小的机器放在了我们的办公桌上，然后转动曲柄，机器就开始向我们问安，并问我们是不是喜欢留声机，告诉我们它一切都很正常，还友善地祝我们晚上好。这些话，不仅我们可以清楚地听见，连周围聚拢来看热闹的十几个人也能听见。”
这时，各报界记者闻讯而来，都想探听这奇特的消息。爱迪生一试再试，持续二三小时。从新闻记者到各色各样的人，都挤到编辑室来，编辑室快给挤破了。大家担心楼坍，决定停演。在1877年12月22日出版的《科学美国人》上曾有详细的叙述。
