晶體管的發明，最早可以追溯到1929年，當時工程師利蓮費爾德就已經取得壹種晶體管的專利。但是，限於當時的技術水平，制造這種器件的材料達不到足夠的純度，而使這種晶體管無法制造出來。
由於電子管處理高頻信號的效果不理想，人們就設法改進礦石收音機中所用的礦石觸須式檢波器。在這種檢波器裏，有壹根與礦石(半導體)表面相接觸的金屬絲(像頭發壹樣細且能形成檢波接點)，它既能讓信號電流沿壹個方向流動，又能阻止信號電流朝相反方向流動。在第二次世界大戰爆發前夕，貝爾實驗室在尋找比早期使用的方鉛礦晶體性能更好的檢波材料時，發現摻有某種極微量雜質的鍺晶體的性能不僅優於礦石晶體，而且在某些方面比電子管整流器還要好。
在第二次世界大戰期間，不少實驗室在有關矽和鍺材料的制造和理論研究方面，也取得了不少成績，這就為晶體管的發明奠定了基礎。
為了克服電子管的局限性，第二次世界大戰結束後，貝爾實驗室加緊了對固體電子器件的基礎研究。肖克萊等人決定集中研究矽、鍺等半導體材料，探討用半導體材料制作放大器件的可能性。
布拉頓等人還想出有效的辦法，來實現這種放大效應。他們在發射極和基極之間輸入壹個弱信號，在集電極和基極之間的輸出端，就放大為壹個強信號了。在現代電子產品中，上述晶體三極管的放大效應得到廣泛的應用。
巴丁和布拉頓最初制成的固體器件的放大倍數為50左右。不久之後，他們利用兩個靠得很近(相距0.05毫米)的觸須接點，來代替金箔接點，制造了“點接觸型晶體管”。1947年12月，這個世界上最早的實用半導體器件終於問世了，在首次試驗時，它能把音頻信號放大100倍，它的外形比火柴棍短，但要粗壹些。
在為這種器件命名時，布拉頓想到它的電阻變換特性，即它是靠壹種從“低電阻輸入”到“高電阻輸出”的轉移電流來工作的，於是取名為trans-resister(轉換電阻)，後來縮寫為transister，中文譯名就是晶體管。
由於點接觸型晶體管制造工藝復雜，致使許多產品出現故障，它還存在噪聲大、在功率大時難於控制、適用範圍窄等缺點。為了克服這些缺點，肖克萊提出了用壹種“整流結”來代替金屬半導體接點的大膽設想。半導體研究小組又提出了這種半導體器件的工作原理。
1950年，第壹只“面結型晶體管”問世了，它的性能與肖克萊原來設想的完全壹致。今天的晶體管，大部分仍是這種面結型晶體管。
1956年，肖克萊、巴丁、布拉頓三人因發明晶體管同時榮獲諾貝爾物理學獎。