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遺憾的是，實驗結果表明，用鬍子做燈絲，還是沒有成功。麥肯齊找到愛迪生，把胸口一拍說：“再試試我的頭髮吧！”愛迪生說，頭髮和鬍子的性質一樣，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，開啟後，棉線已成為炭絲。這時，“巴切勒極為小心地拿著這根寶貝，向吹制燈泡的車間走去，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裡，接通電源。果然，燈絲髮出亮光。可是，這樣的電燈只亮了一會兒，炭絲就被燒斷了。
炭絲燈雖然只亮了很短的時間，但卻給電燈的研究帶來成功的希望。報紙刊登了這個訊息，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，那些煤氣公司的老闆們怕電燈的出現使他們在經濟上蒙受重大損失，因此就拼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制造的。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，只要有一隻壽命超過20分鐘，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，只有奢侈者才用得起蠟燭。”
愛迪生立志要發明一種體積小、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，把燈泡裡的空氣抽到只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：“我們坐在那裡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，就可以對透過的電流保持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裡、巴切勒先生的家裡，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訊息。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髮明電燈的震撼世界的報導。文章除了佔據一個整版，還在次版佔了一欄，大小標題共11個——“愛迪生之燈”、“偉大發明家在電力照明方面的勝利”、“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
