La mayor contribución de Edison al problema de la luz eléctrica fue el diseño del filamento. Probó hasta 60.000 materiales de filamento alternativos durante dos años, y se gastó más de 40.000 $ en más de 1.200 experimentos.

Tras probar sustancias de todo el mundo, Edison descubrió la eficacia del platino. No obstante, resultaba caro y ofrecía sólo una eficiencia limitada como filamento práctico. Finalmente, Edison probó con hilo de algodón de coser carbonizado. El domingo 19 de octubre de 1879 por la noche, Edison y sus ayudantes encendieron este filamento de algodón e hicieron turnos para vigilarlo 24 horas al día. Cuarenta horas más tarde todavía estaba encendido, y Edison supo que había resuelto el problema.

La invención de la bombilla eléctrica se anunció en el periódico New York Herald el 21 de diciembre de 1879. Durante las semanas siguientes, las acciones de gas bajaron muchísimo, mientras las de la Edison Electric Company subieron sin cesar, hasta alcanzar los 3.500 $ por acción.

Las bombillas se pusieron en venta en 1880, y mientras se hizo la primera introducción a gran escala del sistema de iluminación de Edison en Londres, en el viaducto de Holburn en 1882, la era de la iluminación eléctrica general mediante una fuente de suministro municipal centralizada comenzó el 4 de septiembre de 1882 en la estación Pearl Street de Nueva York. Como respuesta a la pregunta de un periodista, Edison dijo simplemente: "He logrado todo lo que prometí".