电报发明以后，自然有许多人想到，能不能用电流传递声音呢？但在技术上这比传递电报信号要困难得多。传递电报基本上是一个电的过程，发送和接收的都是电码，也就是长短不同的电脉冲；而传递声音则需要声电转换和电声转换过程，发送时先要将声音转换成连续的电信号，接收时还要再将电信号还原为声音。
最早进行用电传声实验的是法国科学家布素尔。1854年巴黎博览会期间，布素尔用一根导线将远在两地的两块容易颤动的薄板连接起来，并通以电流。这时，他在一块薄板的近侧发声，使声浪振动薄板，薄板的振动又使导线上的电流断断续续地传到远处的另一块薄板上，这块薄板就会得到同样的振动而发声。他的实验虽没有完全成功，却起到了很大的示范作用，并向我们揭示了用电传声的基本原理。声音的本质是空气的振动，用电传声就是要把这种空气的振动转变成电流或电压的变化，再通过电线传送出去，接收时再把电流或电压的变化转变回和发送时同样的空气的振动，发出声音。
1860年，德国科学家李斯仿照人耳的结构成功地制作了一套送话装置，并且用它发送了一段音乐。这套送话装置在美国纽约展出时，引起了人们的极大关注。李斯教授把他的装置命名为Telephone，英语中电话一词由此而来。
但这种电话机还很不完善，由于送话器产生的电流是不连续的，所以传过来的声音也就断断续续，听不清楚。尽管如此，李斯的尝试仍然是电话发明史上跨时代的重要一步，为后来的发展打下了坚实的基础。今天，我们在莱茵河畔的法兰克福市仍可以看到一座为表彰李斯对于电话发明做出的杰出贡献而建立的纪念碑。
在李斯之后，电学领域涌现了两个杰出的发明家，一个叫亚历山大·格雷厄姆·贝尔，另一个叫伊利沙·格雷。这两个生活在同一时代的发明家并不相识，他们各自独立地发明了电话机，并为发明权的归属问题打了十几年的官司。
贝尔1847年出生在英国北部城市爱丁堡。他的祖父和父亲都从事聋哑儿童的教育工作，所以对声学很有研究。受他们的影响，贝尔从小就迷恋上了语音学。贝尔23岁那一年，全家移居到了加拿大，以后又移居到美国马萨诸塞州的波士顿定居。在这里贝尔继承了父业，在波士顿大学里担任语言生理学教授，继续从事对聋哑人的教育工作。后来他和父亲一起开设了一所聋哑学校。在学校里那些聋哑儿童有耳朵却听不见声音，这使善良的贝尔感到很难过，于是他产生了发明一种仪器的念头，他希望这种仪器能使聋哑人看到别人在说什么。
贝尔的设想并没有取得成功，可是他在实验时却发现了其它一些东西。他在许多实验中发现了一个有趣的现象：当开启或关断铜线圈中的电流时，线圈由于振动就会发出声音。这是一个非常普通的现象，许多人在实验中都曾经遇到过，但谁也没有对它做进一步的思考，只有贝尔敏锐地感觉到了它的价值。一个大胆的想法在贝尔头脑中产生：电流可以使线圈振动而发出声音，那么能否利用电流来传递人说话的声音呢？尽管这个念头只是一闪而过，但贝尔却把它牢牢抓住了，再也没有放走它。
于是贝尔改变了研究方向，开始进行电话的实验。开始时，实验并不顺利，尽管贝尔反复改进他的装置，却仍然一无所获。这是因为贝尔只是个语音学教师，虽然他有着丰富的声学知识，对电磁学却所知甚少。这时候，一些讽刺、挖苦的议论也出来了，一位有名的电报技师就曾用嘲笑的口吻对贝尔说：阁下真是异想天开，电线怎么能传递声音呢？只要稍微懂点电学常识，就不会有这种想法，我看你还是先学点电学知识吧。
就在贝尔感到最困难并且自己都有些动摇的时候，一位电学大师给予了他热情的鼓励和坚定的支持，贝尔才得以沿着自己的发明道路继续走下去。这个人就是约瑟夫·亨利，高频电磁振荡现象的发现者。1875年3月的一天，贝尔带着他的设想来到了华盛顿，登门拜访了大名鼎鼎的亨利。贝尔向亨利介绍了自己的想法，亨利听过后很为这个年轻人的热情所感动，他鼓励地说：贝尔先生，你有一个伟大的设想，干吧！贝尔又问：但是先生，我缺乏电学知识，机械知识也不很精通。学吧！亨利教授拿出李斯的电话机模型给贝尔看，鼓励贝尔去发明一个更完善的电话机来。
干吧！学吧！这两个字给了贝尔巨大的力量和坚定的信心。贝尔后来回忆说：如果没有亨利先生的鼓励，我恐怕早已经支持不下去了。由此我们可以看出亨利这位伟大学者的高尚品德，他不因贝尔只是一个对电磁学缺乏了解的年轻人，就认为他的想法荒唐可笑，而是给予了充分的肯定和支持。如果亨利对贝尔的想法不加思索地加以否定，那么世界通信史也许就不会是现在这个样子了。实际上，世界上曾有许多有才华的青年，就是因为没有遇到象亨利这样的名师的指点，因而没能充分展现他们的才能，并最终湮没在了芸芸众生之中。
贝尔满怀信心地回到了波士顿，他找来了一位名叫托马斯．沃森的青年电学技师来做他的助手。两个人一边学习，一边实验，又开始了电话机的研究工作。两个人在两间简陋的小屋里，一边画草图，一边制作样机，每天都不停地干到很晚。几个月过去了。他不知试过了多少种方案，效果仍然不理想。1875年6月的一天，一次偶然的事故为他们打开了胜利之门。事情是这样的：这一天他们分别在两个屋子里进行实验，沃森那间屋子的机器上一根弹簧突然被粘在了磁铁上，沃森过去把弹簧拉开，这时贝尔发现另一间屋子的机器上的.弹簧也跟着振动起来，并发出了声音。这个偶然事件象流星划破夜空一样，一下子照亮了贝尔困惑多时的头脑，他产生了一个新的构想：如果对着铁片说话，声音就会引起铁片的振动。在铁片后面放上一块绕有线圈的磁铁，铁片振动时就会在导线中产生时大时小的电流。这个振动电流顺着导线传到另一端，会使一块磁铁同样振动起来，并发出声音。这样，一方的话音就可以传到另一方去了。贝尔将他的想法告诉了助手沃森，于是两个人开始制作起新的电话装置来。