爱迪生的研究所主任是从瑞士来的克留吉，他是一个很有才能的人，爱迪生所指定的工作，不管有多么困难，他都能把它干好。
有一天，爱迪生拿了一张奇怪的设计图交给克留吉：“请你帮我做这部机器。”
“好的，这是一部奇怪的机器啊。”
“嗯，要多少天才能做好呢？”
“还没有做以前很难说，反正我会不停息地去做，直到完成为止。”
克留吉和爱迪生一样，是一个能吃苦耐劳的人。他接到设计图样以后，就在工厂里不眠不休地工作起来。30多小时后，他将做好的机器，带到研究室里来了。
“做好了，所长。这到底是什么呀？”
爱迪生张着略带诙谐的眼睛，说道：这个呀，我向机器说话，机器就会照我的话重复说一遍，就像是鹦鹉一样。我把它叫做留声机。
“哪有这种事！”
“你不相信吗？我认为是可能的。”
爱迪生一本正经地说。
厂长加尔曼在旁边听到了，便说：“喂，老克，算了吧，老头子又在开我们的玩笑了，无论如何，我也不相信有那种怪事。”
“你真的不相信吗？”
“是啊，我用一支雪茄烟和您打赌。”
“赌一支雪茄？好吧，我们就来试试看。”
他在机器上面贴了一张锡箔后，一面摇着把手，一面唱着摇篮歌：“玛丽的小羊，穿着白衣裳；玛丽一走动，它就跟在后头跑……”
爱迪生一唱完，大家都笑了。爱迪生也露出了微笑，望望他们，并把机器调整了一下，又摇起把手来。说也奇怪！爱迪生嘶哑的声音，马上断断续续地从那部机器里传出来。
大家都吓了一跳。克留吉的脸也发白了，嘴里喊着：“啊，我的天呀！”
“我输了。”加尔曼说着，立刻掏出一支雪茄给爱迪生。
“所长，您怎么会想到这个玩意呢？”
原来，在这之前，爱迪生完成了一套新型装置，即1867年，他申请的自动电报记录机专利。专利书的文字描述说，这是“一种记录普通电报信号的装置，它借助于一支锉状铁笔在一张卷在滚筒或铺在铁盘的纸上打印，滚筒和铁盘的表面，都刻有细槽”。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震动理论和利用振膜传送声音的方法。所以，我很自然地想到：既然能打出可以再记录电报声音的纸带，那么振膜的震动为什么就不能记录下来，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，借助于想象，就可将这声响译成“你好”，这样，我决定要进行下一步试验。可是巴切勒对此有些怀疑，他和我打赌，谁输了就交出一桶苹果。
这次试验的日期没有记载。但在爱迪生的记录本中，有一张草图，日期为1877年7月18日，上面注着：
关键是连在中心膜边缘的橡胶膜，在靠近或处于嘴唇的位置时，发音使它产生震动，它将震波传到中心膜，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：用一带有凹凸纹的紧贴着蜡纸随着发音作迅速摩擦。于是我们发出的“斯——、波——、嗑——、哥——”的声音震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。
这份记录以充足的理由否定了人们关于爱迪生是因为手被一台试验中的电报记录机的振针刺痛后才产生的灵感，想到留声机设计的传闻。尽管爱迪生不止一次地否认过这种传闻，但它还是流传不止，而且常常被说成是出自爱迪生本人之口。
1889年世界博览会上，在大量的展品中有一样东西引起了观众的特别兴趣。
在电机和电器馆里，摆放于专门展台上的爱迪生的一些发明中间，陈列着几个由红木做成的箱子，里面是一个复杂而又精巧的机器。从机器中伸出一根根长橡皮管，每一根管子的另一端都分出五六根直径更小的管子。每一根更小的管子又都照样分成两个短而且更细小的管子，该管子末端是一个用鲸须制成的头。
博览会的参观者们在这些展品台子前排成了长队，每次可让6个人同时参观这一台机器。参观者把管头放进耳朵里，听这台机器的播送。播送的声音极其逼真和清晰，就像真人在说话一样。因此有些听众还产生了怀疑。有些机器播送的不是说话声，而是音乐。人们可以在留声机里听到交响乐队的演奏和某些乐器的演奏，以及歌唱家的歌声。
博览会的介绍材料和图文并茂的《展览会指南》中写道：
从爱迪生留声机听到的说话声和音乐声的录音，是在博览会开幕前不久才录制成的，而且这种录音可以长时间保存下来。
爱迪生对自己的这项发明极其热爱，把它称之为“最心爱的东西”。爱迪生对1877年来到门罗公园的报社记者说：“我发明了许多机器，但这个机器是我的最后一个孩子。我相信它会成长起来，并成为我在晚年的依靠。”“最后一个孩子”这就意味着是当时一项最好的发明。
爱迪生在30岁之前所有的发明，从有关电信的机械开始，大半都是已经知道原理或是对别人发明失败的东西加以改良而使它实用化，唯独留声机是他独自创造的。
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，使许多富于想象的人们不禁探询，既然能够记录图像，为什么就不能记录声音呢？
1839年汤姆·胡德在他的《每年笑闻》中写道：
在这个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设想的留声机与爱迪生的设计，就如同华莱士的进化论思想与达尔文在《物种起源》中的翔实论述一样大同小异。
1877年4月，克罗斯撰写了一篇论文，在论文中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，将细痕印在金属盘上，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。但是由于克罗斯找不到财政支援，试验很难进行，他便采用了当时惯用的做法，把论文封好，存在了巴黎的科学院。
几个月后，他和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》杂志上便以雷诺的名字发表了一篇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，克罗斯才决定将自己的论文公布于众。
留声机的潜力很大，用途是多种多样的。各方面的专家都可以把上面的使用场合加以扩大。专家们赞许地评论了留声机，认为音乐作品的演唱者应广泛利用留声机，要经常听听录到留声机上的自己的演唱，因为任何一个发音不正确的音调，任何一个声音的走调，都会被录下来。
留声机也在欧洲引起人们很大的兴趣。威廉·普里斯在1878年1月演示了留声机模型，并在伦敦皇家学院作了关于留声机的报告；弗利明格·詹金教授根据记述制作了一个留声机模型，并在爱丁堡作了关于留声机的报告。在1878年巴黎博览会上，演示了这一尚未完全定型的机器。
这时，各报社记者蜂拥而来，都想探听这奇特的消息。爱迪生反复演示，持续了两三个小时。从新闻记者到各色人等，都挤进来，大家担心人太多会把楼板压塌，决定停止演示。
纽约各大报纸对这项新发明作了详细报道。当爱迪生公布其对电话的改进时，报界竟送给他一个“门罗公园魔术师”的称号。直至爱迪生离开门罗公园后，这一称号也没有改变。
当爱迪生研制留声机后，社会上更认为他对这一称号当之无愧。因为到门罗研究所参观的人太多，铁路公司适时地增设了一趟专赴门罗公园的列车。
爱迪生于1877年12月24日在华盛顿提出了专利申请，于1878年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。
除此之外，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。
在1878年的最初几个月里，门罗公园制成了一系列的改进型留声机。在改进过程中，爱迪生和他的同事们发现，可以用同一振膜记录和放送。在记下振动痕迹之后，可用一喇叭状物体来扩大振膜上的声波，这样就能加强播放时的音量。
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。有人见到改进后的留声机“用蒸汽机驱动，传动带要穿过地板与机房相连”。
当然这还不算什么大问题，最重要的是载有信息的滚筒，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。
在门罗公园，爱迪生兴高采烈地迎接纷至沓来的报界记者。他对《纽约每日写真报》记者作出了后来经常得到援引的声明：
我已经制出了许多机器，但只有这个是我的孩子，我盼着他快些长大，以便在我年迈之时尽些赡养之责。
爱迪生给来访者以最能代表他的风格的表演。他在表演前先问：“给你们唱支歌好不好？”
十几名客人鼓掌欢迎这一建议。爱迪生召来一名助手，调整了一下样子奇异的由两支管连在一起的双话筒，然后和助手一起唱起《小伙子们在行进》，助手唱男高音，爱迪生以低音伴唱。末了，爱迪生转回滚筒，打开蒸汽阀，机器立刻唱起了这支著名的战争歌曲，每一词句都十分清晰，而且两个声部也非常分明。
爱迪生对他的来客毫无保留地谈论着自己的改进计划，以及这种机器将给社会带来的影响。他说，他将用蓝宝石来代替钢针。他还表示：
我将进行两件事，一是要取消当前的印痕方法，在话筒里装上人嘴大小的音箱，也许还带牙齿和舌头。这样，这台机器所缺乏的那种共鸣音就可以产生。另外一件，也是我立刻就要动手做的废除滚筒，代之以餐盘大小的钢盘。
这张钢盘，将刻上圆形线状密纹，纹路从中心向外盘绕。我可以将密纹刻到能容纳5万个词的程度。也就是说，一张钢盘就能装下一本狄更斯的小说。我现在所不能决定的是究竟将唱纹制到能容纳5万个词的密度好，还是粗得只容200个词好。商人也许不希望让他的生意全陷在留声机里。
在10平方英寸大小的钢盘上，可以完整地记录下一本狄更斯的小说，然后成百万张地复制，这实在是不可思议的事。爱迪生解释说：“这些唱片，将廉价出售，比如25美分一张。这样，老头子累了，老婆子眼花了，就可以坐在桌旁，从唱片里听到第一流的朗读家给他们念整本的小说。”
他告诉《世界报》的记者说，他将在纽约成立发行处，唱片内容不仅包括小说，还有音乐和其他文学作品。
你从匣子里抽出一张唱片，把它放在唱机上，它就会为你奏出交响乐。然后，翻到背面，你又可以听到一两章你最喜欢的小说，接下去可能是歌曲，有二重唱，也有四重唱。最后，年轻人还可以随着乐曲跳起华尔兹，大家都可以参加，因为有了唱机，就再不用请人来演奏舞曲了。
这些在当时看来有点异想天开的想法，直到10年之后才得以实现。处于这一阶段的留声机，还只是个新奇的罕见物，作为这样一种罕见物，还未曾改进，爱迪生就开始利用它。
1878年1月，爱迪生成立了爱迪生留声机公司，把自己的设计权以1万美元现金卖给了这家公司，并规定了优厚的发行酬金。这家公司按地区，将制造好的留声机出让给自己的推销员，于是留声机在全美各地出现，推销员神话般地在公众面前进行表演，吸引了成群的人。他们不仅聚精会神地聆听机器录放他们自己的声音，而且还能听到音乐、外语、牛叫、狗吠等推销员所能录制下的任何声音。
有些场面十分热闹。爱迪生参加了在纽约的一次表演，他雇用当时著名的短号手朱尔斯·莱维吹奏《扬基歌》和其他一些乐曲，录下后播放一遍过后，爱迪生先给听众演示了滚筒在不同转速情况下所发出的音响效果，他变速摇动手柄，唱机把莱维先生的吹奏曲变成了不同音调的演奏，很是令人吃惊。
十分有趣的是，唱机的起始音与其结束音，可以完全不同。它会庄严地正确地唱上几个音符之后，突然变成刺耳的尖叫，远远超过了短号所能达到的高八度。
随之，他又会以不同的速度奏出不同音调的《扬基歌》，中间常常出来一些新的音符，听上去既不像是短号，也不像是其他乐器演奏的。而后，留声机的发明者找人用口哨伴奏，读了《莱茵河上的宾根》这首诗。接下来又是两支歌子和一段讲演。所有这些都在一张唱片之上。对此，爱迪生感到由衷的高兴。
爱迪生在一夜之间就成了“门罗公园的魔术师”和“新泽西的哥伦布”，这种声名的建立与正在发展的娱乐业有关。公众之所以对留声机抱有巨大的兴趣，还有另一方面的原因。即比奇在《科学美国人》杂志上撰文提到的：
“通过这种装置，人死了声音仍可以保留下来。假若爱迪生早出世30年左右，现在的人们就能听到内战中将军们的号令，或是林肯在葛底斯堡的演说。”
比奇接下去说：
在未来，伟大歌唱家们的歌声，将与刻印它的金属盘共存亡，只要唱片在，他们的歌声就不绝。在法庭上的旁证面前，也将会设置这样一台可以记录证词以便对质的机器；此外，立遗嘱的人，也可以将他的意愿告诉机器，机器将遗嘱录记下，以供日后播放，这样就可以免除人们对他在立嘱时的脑力是否健全产生怀疑。
爱迪生本人对留声机的用途持有不同看法。虽然在其后几年里，他对留声机的研究主要是将它用于娱乐目的，但在爱迪生看来，它更应该是一种帮助进行商业活动的装置。
这个观点，他已在为《北美周报》上撰写的长篇大论中讲得明明白白：
留声机的主要作用是能够免除书信等形式的联系，而代之以口授，在设计时就是这样考虑的。
它可以在同一时间刻蚀两张盘，这样不仅商人能得到一份他的指令的复制本，而且将吩咐录制好寄出，也避免了当面交代的麻烦。
爱迪生还想到将留声机用于教育等方面，其中大多数设想都是在19世纪末开始解决。但是，使我们不得不注意到的事实是，务实的爱迪生把更有效地协助商人工作看成是留声机的最大用途。
留声机作为珍奇的发明在广为传播。为此，爱迪生受到了最高的赞誉，这一发明几乎被描写成了具有神力的东西。但不久就有人称这是一种骗局，是利用人在模仿，在重复，而不是录音。
爱迪生曾于1878年4月18日在查尔斯·巴切勒的陪同下，乘车来到华盛顿。他这是第一次穿着笔挺的西服，因为他要到国家科学院去表演他新发明的机器。他希望能在这里和一些科学家们会晤一下。
当爱迪生与巴切勒下车后，著名的报界记者佩因特就上前来迎接，说著名政治家詹姆斯·布莱恩的侄女盖尔·汉密尔顿小姐邀请爱迪生把他的机器带到她的寓所去，表演给国会议员和外交使节们看。
“这位是有名的参议员罗斯考·康哥林先生。”
“啊！久仰，久仰。”
爱迪生虽然跟他握了手，但因为耳朵不好，并没听清楚他叫什么名字。在这里，爱迪生仍旧放那首“玛丽的小羊”，然后，又唱了一曲小调：“从前有个小姑娘，额头上面有卷毛；有时是个好姑娘，有时淘气不得了……”
凑巧得很，在康哥林参议员的秃头上，长了几根卷毛，正是漫画家的好题材。他本人对这几根卷毛也深感烦恼，爱迪生就在那个人的面前，播放这支关于卷毛的小调，大家听了都忍不住地大笑起来。康哥林当然很不高兴，怒气冲冲地走了出去。爱迪生事后知道了这件事，也不禁笑了起来。
不久，白宫来邀请他。起初，约定是表演30分钟，后来总统夫人请了许多客人来，结果延长为3个钟头才结束。
《华盛顿邮报》记者听说爱迪生只有31岁，十分惊讶。爱迪生说：“我想我可以活到50岁，我希望自己将来能拿出比这更新奇的东西来震惊世界。”
爱迪生把经他改进的留声机展示给大家看，改进后的留声机上现在没有圆筒和曲柄了。他用时钟的机构来使一个圆盘转动。他断言这种机器能够把音乐会的整个演奏记录下来。那台留声机紧靠于一个圆盒一端的小孔上，另一端有一个像船上通气用的漏斗似的东西突出着。
爱迪生又向大家解释说：“你可以从会客室中用特殊材料制成的签名册上取下一页来，把它放在留声机上，摇动机件就会有交响曲发出。在欧洲有一个人已经发明了一架机器，他能借这机器立即把东西拍摄下来。现在且假定他每秒钟拍摄比彻的谈话神态，而我们则用锡箔留声机记录他的说话，那么演说者的姿态和他的声音就能得以重现。听众能耳闻目睹演说者的声音姿势，这样整个戏剧表演也可以搬到私人客厅里来了。”
1879年在巴黎举行的万国博览会展览了爱迪生的留声机。在一天的时间里，就有4万人涌向留声机的陈列室。
爱迪生对自己的发明创造提出了与众不同的要求：经济耐用和操作方便。他知道，他的这台留声机还不太完善，用途也受到局限。
为了弥补这些缺点，爱迪生不断对留声机进行改进。爱迪生对录音的复制问题、留声机圆筒旋转等都进行了改进，到1888年末，爱迪生把留声机改进得已经相当完善了。
经过改进的新型留声机在保真方面已远远超过了爱迪生早期的设计，他不失时机地占领了玩具市场。他的顾客包括了维多利亚女王。女王在爱迪生送给古劳德上校的唱机上录下了自己的一段话。其他在留声机里留下祝愿之词的人还有亨利·欧文、《19世纪》杂志编辑詹姆斯·诺尔顿、福斯桥的建造者约翰·福勒爵士、阿伯丁伯爵等。
为了提高留声机的质量，爱迪生不知花了多少心血。1927年，爱迪生完成了一种“长时间演奏”的留声机，每张唱片果真能保持40分钟之久。
用机械方法进行录音的发明优先权，公认属于爱迪生。他在1889年制造出了完善的留声机。所以瑞典科学院颁发给他一枚金质奖章，以资奖励。
爱迪生留声机的发展与他的其他电工技术发明起初并没有任何联系。但把电动机用于留声机系统，就使留声机与电工技术有点结合了。
在爱迪生的一些发明中，留声机是直接包括在电器系统之中，并构成了纯电工技术装置的极为重要的部件。在发明留声机和创造出第一个留声机模型后不久所制造成的电话录音机，就属于这种机器。正如名称所表明的那样，电话录音机乃是电话和留声机的一种组合体。在这一机器中，使膜片发生振动的不是人的声音或其他声音，而是来自送话台而又流经电磁铁绕组的电流的作用。
爱迪生在研究能使人看到运动着的图像装置的最初阶段就利用了留声机的原理。现在，这已成为一个广袤的领域，成为庞大的电影业。爱迪生是电影摇篮的主人，电影摇篮本身就是爱迪生创造的。
