這方法雖然巧妙，但後來發現並不可靠。愛迪生說道：“在有一定量的電流通過時，鉑絲所發的光很好；但如果電流通過太多，它仍舊會熔去的。我得另外再想更好的辦法。”
全世界的人們都在等待著愛迪生公布他的電燈，而他也正在努力的改良調整器。改良後的一種是利用玻璃管中熱空氣的膨脹作用，這一切比第一次的要完美多了。
第一份白熾燈專利提出以後，愛迪生對勝利更充滿了信心。他宣布：“我已開始解決電的無限分割問題了。”派克教授說：“在大發明的前夜，沒有東西在他看來是絕對不可能的。”
這時實驗室來了兩個新的工作人員，一個叫傑爾(Francis Jell )，本來受雇於華爾街洛雷律師事務所，但他對於電學感興趣。愛迪生是他的崇拜偶像。電燈公司開辦後，他要求加入門羅公園工作。洛雷為他找到了一個工作機會。11月中旬的一天，年青的傑爾乘車到新澤西的那個小村，並且獲得進入實驗室的允許。他的工作是在樓上清理電池。他對於愛迪生有不少的幫助。
第二天，又來了一個青年，他叫弗蘭西斯·R·厄普頓，是普林斯頓大學的畢業生，後來又在德國大科學家海姆霍爾茨(Helmholth )那裏研究數學一年。湊巧愛迪生正需要一個數學家，為他的新電燈計算數字和繪圖畫形。他曾對人說道：“對於數學，我簡直一竅不通。”因此他便雇用了厄普頓。在他想到什麼念頭後，便叫厄普頓詳細地記錄下來。厄普頓受過高深的教育，對於計算，自然非常嫻熟。波普說他是“促使愛迪生成功的一個特別幸運的條件。”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，大量的工作還需要做，還要進行反複的試驗。燈泡可以有各種形狀，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。關於這件事，還有一段愛迪生的故事。
兩個數學家為計算某種燈泡的容積，一夜沒睡；怎麼算也算不出來。秘書回憶說：“愛迪生一手接過盛了水的燈泡，一手拿著量杯，將燈泡裏的水往量杯裏一倒(當然，量杯上有刻度)，愛迪生馬上就得到了燈泡容積的準確數據，而兩位數學家卻幹了整整一個通宵還沒有結果。”
提出第一份白熾燈專利申請之後，愛迪生完全沉浸在了試驗之中。為了製造一種適合他需要的鉑線，愛迪生經受了不少磨難，耗費了不少精力。傑爾曾有一段描寫：“那些脆弱的螺旋線和細小的杠杆總是故意的留難作刁，耗費了工作者不少的精力。隻有具有聖人氣質的人才能平靜地忍受這種磨難。我時常看見愛迪生在實驗室的緊要關頭時，總是煩燥地把手指向頭發最裏麵插去，或是猛力的把吸了半支的煙蒂擲掉，又不在意地從背心袋裏抽出一支來，撕去煙頭，狠狠地咬齧著。他究竟試驗過了多少盞的鉑絲電燈，他整日的坐著思索這些問題一共耗去了多少時間，也許沒有人能夠知道的了。”
在試驗工作進行的過程中，愛迪生顧不上吃飯、睡覺，乃至忘卻了周圍的一切。晚年他曾說：“我對電燈的研究時間最久，試驗最為艱苦，但從來也沒有灰心”。有人說：“愛迪生工作常常到早晨三、四點鍾，拿二、三冊書當枕頭，伏在案上睡一會兒，其他人也效仿他”。有一次，他的一個朋友來看他，見此情景，就開玩笑地說：“怪不得你頭腦裏知識那麼豐富，原來你是頭枕著書，連睡覺時也往腦子裏記書上的內容啊！”愛迪生在試用頭發狀的螺旋線失敗後，轉而采用鉑箔，他用了這種鉑箔製成過一盞電燈。後來他又把鉑和銥磨成細末，和泥土等不導電的物質相混合，試製各種光度的電燈。金屬質粒發熱時，那氧化物也變成導體而發光了。
愛迪生雖孜孜地不斷研究，但成功還是遙遙無期。他曾把炭棒和鉑杆相對的放著，兩者間的阻力非常高，因此便發出白色的光來。他在這燈的下麵懸掛一些重的物體，這樣炭棒就經常地和鉑杆保持接觸。但這種燈的光度不時的起著變動，終不能適合實用。
愛迪生因為試驗各種電燈，金錢耗得很多。這時他已經把5萬元錢全花去了。可是更糟的是，他的一部分資助人的信念卻在開始動搖了。愛迪生決意邀請其中主要的幾個人來門羅公園，讓他們看看他所以還沒有完全成功同時還需要他們繼續支持的原因。
摩根、洛雷等人來到門羅公園後，愛迪生向他們報告他已經完成的幾部分工作，並且說明他必須把燈絲的阻力增高。隨後愛迪生把他新製成的幾盞電燈試驗給他們看。試驗結果，電燈一盞接一盞地在很短的時間中燒毀熄滅了。
是否繼續為愛迪生提供資助？那批銀行家默默地思考著。洛雷的信念是不可能動搖的，由於他的苦苦勸諫，他們決定再拿出5萬元錢來，愛迪生又得以重新繼續做他的試驗了。
1879年以來，愛迪生把全部精力用在電燈的研究上。他耐心地研究了製造白熾燈的每一個可能方法。他試用過螺旋炭絲；他在真空的玻璃管中傳導電流，這也是後來霓虹燈的先聲；他又設計在一宅住屋中由電池供給電流的整個電燈係統。他下決心不但要克服那些困難，並且要征服那輩一向諷嘲他的人們。他對科學的發明和進步充滿了“偉大的信心”。厄普頓說道：“1879年愛迪生在堅持應用高阻力的燈絲和低阻力的發電機電樞的主張時，完全表示了他的偉大的信心。他經過了許多的艱苦工作才達到這個目的。當未來的光明在隱約顯露時，我們已看到了愛迪生的電燈係統了，而這也便是世界上一個最卓越的發明偉績。”
這時實驗室中又有一個叫勞孫(John w ．Lawson )的人來幫助工作。他對於分析化學很有研究。礦石運進實驗室後，先由他檢查有沒有鉑或是別的稀有金屬，隨後再由另一個化學家加以檢驗。這個化學家叫海德(A．Haid )，也是新來的，大家都叫他“博士”。
當時愛迪生的電燈還沒有完全成功，但什麼東西使他不能前進呢？他正在研究價格的問題，希望能夠節省一些材料。“隻有等到最低的價格時，大家才會歡迎它的。”他試驗了各種燈絲，可是所有這些都很昂貴，要用它們來製造電燈，供給市場應用簡直沒有可能。
愛迪生說除了這一個問題外，旁的都已解決了。他把整個係統的一切問題，甚至測量電流的電表的使用，全都考慮到了。“每家用電的屋子都得裝一具電表。它可以記下電流的消耗量。這是一個簡單的機器，我現在全都想到了。”
1月27日，愛迪生在他的記事冊上寫道：“經過7小時的工作後，由於注視了強烈的燈光，眼睛隱隱作痛，因此不得不停止工作。”第二天他又接著寫道：“昨晚10時到今晨4時，眼痛難堪。後來飲了一服嗎啡，才得安眠。今天好些了，到下午4時就不十分痛了，可是今天的時間卻又白白犧牲了。”
4月中，愛迪生的試驗相當順利。他把鋇、銠、釕、鈦、鋯等稀有金屬全試用過了。他在用這些物質製成的發絲上塗上一層他稱為“絕熱質”的氧化物溶液。他終於製成了一種高阻力的電燈，成績很是滿意。然而它的價格還是非常昂貴。如果能發現一個鉑礦的話，這困難也就可以解決了。
在第一盞高阻力電燈中，愛迪生用的是一根細小的鋯質的線軸，外麵又繞著細的鉑絲，再塗了一層氧化物作絕緣。他企圖把這燈加以改良，決定放在真空中再作試驗。愛迪生在進行新的試驗時，發現那氣壓表的指針轉到相當角度後，突然地回複了原位。他起先以為鍾罩邊上的油脂也許塗得太少，不夠密封。他問巴切勒，巴切勒說是漏氣。可是他不久發現那是本來拘禁於電線中的氣體，這時因為電線在真空中有電流流過而發熱，因而被驅逐了出來。
他根據這原理，把金屬吸收的氣體全抽出去。這樣，真空就不受影響了。金屬線在逐出氣體後質地堅實而勻稱，耐得住高溫，發出的亮光也比以前的更明亮些。
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。一位來客寫道：“把金屬輪擰到頭，就可以得到最大電流；擰一半，就有一半功率。這樣，電流的強度可以任意改變，既可以使電燈發出微弱的暗紅色，又可以放出耀眼的光亮，以照遍最大房間的每一角落。”
為保證玻璃容器內良好的真空，愛迪生整日地忙著尋找抽高度真空的方法。他覺得除了德國的斯普林格設計的大型抽氣機外，別的都不能適合他的需要。可是在本國內這種抽氣機大概是不會有的。但厄普頓卻知道普林斯頓大學的勃拉克特(C．F．Brackett )教授曾經備有一套。
愛迪生問道：“你看那大學肯把它借給我們嗎？你去試借一下好不好呢？”厄普頓便在第二天動身前去。回來時，他便自己掮了那架抽氣機回來。他又從紐約定購了一些水銀，親自把那機器裝配起來。在裝好後，準備抽氣。空氣抽去後，拘禁在金屬線內部的氣體全給驅了出來，而輝煌的燈光也終於產生了。
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。
4月12日愛迪生準備將他的真空白熾燈呈請專利。這種白熾燈和後來正式成功的電燈大致相同，隻是發光的物質有些不同罷了。
4月27日，紐約《先驅報》又作了一個嚴厲的打擊：“愛迪生的失敗現在已經完全證實。這個情感衝動的人在去年秋季就開始電燈研究，他以為這是一個完全新穎的問題，他自信已經獲得一個別人還沒有想到的用電發光的方法。紐約的著名電學家們都相信愛迪生的試驗路線已經走錯了。”在幾個星期以前，英國皇家郵政部的電機師普利斯在一次公開演講時，對於愛迪生的試驗曾表示異議，並且反對他那把電流分路同時供住家和工廠照明的大改革的主張。普利斯說這隻是一個幻想，他的努力已注定了他必然的慘敗。
盡管有這些非議，愛迪生保持著他偉大的信心，堅持走自己的路，闖過了一道道難關，直到實現他最後的目標。高阻力電燈的改造，真空容器的完成，拘禁氣體的減少，低阻力電樞發電機的發明，所有這些都是在越過了每一個難關而成功的。
第一盞實用白熾燈用鉑線研製白熾燈，已經相當成功，可是它的價格畢竟太貴了。他決心要製造一種更好的電燈來。
試驗用的線卷每次得從費城的吹玻璃人那裏運來，浪費了不少時間，而且在中途又免不了破碎損失，這很使他煩惱。後來，他幹脆雇了一個名叫波姆(Ludwing Boehm )的青年為他製造“玻璃丁包”。
一天晚上，愛迪生留在實驗室很晚，他心不在焉地把一塊壓縮的煙煤在手中搓卷著。他好像在幻想著什麼似的，不知不覺的把手中的煙煤搓成一根細線。他突然想到，這也許可以製造出比較好的電燈來。
他把身邊的一卷棉紗截下一小段，放在爐中熏了約1小時，再把它裝在玻璃泡裏，抽去空氣，而後把電流接上。這脆弱的棉線立即發出耀目的亮光來。可是炭線經不住電池的全部的電壓，不久就燒斷了。他把這斷線放在顯微鏡下檢查，發現經過炭化後的棉線變得異常的堅硬了。
於是他便加緊努力。他拋棄了用棉線的方法，試用木材的細條，接著又用稻草、紗紙、線、馬尼拉麻繩、馬鬃、釣魚線、麻栗、硬橡皮、栓木、藤條、玉蜀黍纖維，甚至人的胡須、頭發都用來當作燈絲。
愛迪生在休倫港車站學電報的時候，麥肯齊站長熱心教過他電碼。愛迪生建立研究所以後，特地請他到所裏來工作。這時，麥肯齊已經上了年紀，實際上做不了多少事，愛迪生聘請他來，不過是為了報答他的情誼，讓他掛個閑職養老罷了。麥肯齊是蘇格蘭人，長著紅棕色的頭發和胡子。有一天，愛迪生正在為燈絲材料冥思苦想，忽然看見了麥肯齊的紅胡子，不由眼睛一亮。他問麥肯齊，為了電燈實驗，能不能借用一樣東西。愛迪生懷著極大的興趣挑選了幾根粗胡子，先進行炭化處理，然後裝進燈泡裏做實驗。這時，他已經設計出一種新的抽氣機，燈泡的真空度有明顯的提高。
遺憾的是，實驗結果表明，用胡子做燈絲，還是沒有成功。麥肯齊找到愛迪生，把胸口一拍說：“再試試我的頭發吧！”愛迪生說，頭發和胡子的性質一樣，沒有采納。但是，麥肯齊的獻身精神是感人的。愛迪生先後用近1600種材料進行了實驗，但都一一失敗了。
從10月16日開始，經過5天的探索，出現了最終的突破。這次愛迪生又重新使用棉線，他把棉線擺成各種圓弧形，然後放在一個密閉的金屬盒內，進行幾個小時的炭化處理。
數小時後，取出金屬盒，打開後，棉線已成為炭絲。這時，“巴切勒極為小心地拿著這根寶貝，向吹製燈泡的車間走去，而我則像護送著無價之寶的護衛。”(愛迪生語)直到第四天，他終於取出了一段完整的炭絲，並順利地把它裝在一個玻璃燈泡裏，接通電源。果然，燈絲發出亮光。可是，這樣的電燈隻亮了一會兒，炭絲就被燒斷了。
炭絲燈雖然隻亮了很短的時間，但卻給電燈的研究帶來成功的希望。報紙刊登了這個消息，沒想到，愛迪生卻因此遭到很多的誹謗和攻擊。在當時，大多是用煤氣燈照明，那些煤氣公司的老板們怕電燈的出現使他們在經濟上蒙受重大損失，因此就拚命地反對電燈的研究工作，他們竭力要使人們相信，愛迪生是個善於吹牛的大騙子。
有些正統的科學家也付之一笑，認為年青的愛迪生想入非非，不相信他的研究會成功，認為小型電燈是無法製造的。其他的電燈研究者也攻擊說，愛迪生盜竊了他們的研究成果。
有人譏笑他說：“不管愛迪生有多少電燈，隻要有一隻壽命超過20分鍾，我就願付100美元，有多少付多少。”對此，愛迪生的回答，就是以堅定的信心，繼續試驗。
也有人說：“即使造出來，人們也點不起。”愛迪生則堅定地回答說：“當電燈普及之後，隻有奢侈者才用得起蠟燭。”
愛迪生立誌要發明一種體積小、亮度大、壽命長、可任意開關的電燈。經過多次的試驗、失敗、再試驗，在一天傍晚，愛迪生和助手們成功地把炭精絲裝進了燈泡。一個德國籍的玻璃專家按照愛迪生的吩咐，把燈泡裏的空氣抽到隻剩下一個大氣壓的百萬分之一，封上了口。這為愛迪生的成功提供了先決條件。愛迪生接通電流，他們日夜盼望的情景終於出現在眼前：燈泡發出了金色的亮光！這一天是1879年10月21日，後來就把這一天定為電燈發明日。連續用了45個小時以後，這盞電燈的燈絲才被燒斷，這是人類第一盞有廣泛實用價值的電燈。
愛迪生後來回憶這難忘的時刻說：“我們坐在那裏留神看著那盞燈繼續燃燒著，它燃燒的時間越長，我們越覺得神馳魂迷。我們中間沒有一個人能走去睡覺——共有40小時的工夫，我們中間的每個人都沒有睡覺。我們坐著，由心中切望到揚揚自得地注視那盞燈。它繼續燃燒著約45個小時的工夫”。
愛迪生闖過了難關，試驗終於成功了。他很有信心地說：“我認為我們發現了製造它的方法。如果它現在能堅持45個小時，再過些日子我就能讓它持續100個小時”。
1879年11月1日，愛迪生申請對碳絲燈的專利，說明“甚至一根棉線在正確地炭化之後，置於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。”
愛迪生沒有陶醉。他說：“成功了一個實用白熱燈的發明，我不過踏著一個整個組織的門限而已。我們一定會不斷進行試驗，使這燈更臻完美。”於是，在其後的幾個星期，他和助手們便投入了製造燈泡的工作。他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。愛迪生的同事又仿照這些燈泡製造出許多複製品，一些掛在實驗室，一些送入愛迪生的家裏、巴切勒先生的家裏，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，被懸於街道上空。
直到12月底，愛迪生才公開告訴人們他試驗電燈成功的消息。為了利用傳播媒介對電燈進行翔實的介紹，他請來了紐約《先驅報》的記者馬歇爾福克斯，允許他隨意參觀實驗室，隨意提問。
12月21日，《先驅報》的記者福克斯被過早地允許發表了他的關於愛迪生發明電燈的震撼世界的報導。文章除了占據一個整版，還在次版占了一欄，大小標題共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”、“十五個月的血汗”、“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”。由此可以說明這篇文章的重要性。那個記者把愛迪生的魔法講得有聲有色，扣人心弦：把電流通到“一口氣就能吹走的小紙條上”就產生了一種明亮的、美麗的光，像意大利秋天日落時分的柔光。
愛迪生無意於作出謙遜的姿態，他宣布門羅公園將於1880年新年除夕用這種神奇的新光源來照亮。從聖誕節到新年這一周時間裏，人們成群結隊地前往門羅公園，去觀看愛迪生的奇跡般的“未來之光”。