尽管电报遭到了一些文化守成主义者的批评，但毕竟批评的声音还是太弱小了，而且，“即时通信”作为一个新鲜事物尚保持着其巨大的神秘性和吸引力，激励着技术发明家进一步向纵深开拓。就在电报发明之后不久的1860年，英国物理学家惠斯通就提出“电话”的概念，即通过电流传播人的声音和语言。次年，德国青年教师赖斯发明了一个电话装置。他用猪肠做发话器的振动膜，薄膜上附一块金属小片。当薄膜随着声音振动时，金属片就不断地和另一个触片接触，从而使电路随声音节奏而开闭。发话器是一个缠有线圈的钩针，钩针被放在共鸣箱中，当断断续续的电流通过线圈驱动钩针发出声音时，共鸣箱把声音加以放大。这个装置实际上只能反映说话的节奏，却是电话发明的第一次尝试。
电话的真正发明者是美国发明家贝尔。他出生于英国爱丁堡，1870年移居加拿大，1874年移居美国。贝尔大学时学习语音学，后来还当过聋哑学校的教师，对人的发声机理和声波振动等知识非常熟悉。移居美国后，他的岳父想让他发明一种方法，使一根导线能够同时传送几封电报，这样的方法电报公司肯定感兴趣。在做这项发明实验时，贝尔却偶然发现，簧片在带铁芯线圈附近的振动可以导致线圈内电流的强弱变化，而反过来，同样的电流变化可以导致磁铁线圈附近簧片的振动。根据这一物理原理，贝尔制造出了送话器与受话器。1876年年初，他成功地造出了第一部电话。据说，当时他正在楼下调试送话器，一不小心将蓄电池中的酸液打翻了，他脱口叫道：“华生，快来帮帮我。”他的助手华生正在楼上的受话器端，听到声音后高兴地跑下楼来。世界历史上第一部电话就是这样接通的。1876年3月10日，贝尔获得了电话发明的专利。
贝尔的电话在博览会上引起了大人物的兴趣，新闻界则推波助澜，于是他的电话得以很快在美国社会推广。1877年，已经有一些报社用电话传发电讯稿。1877年，爱迪生发明碳精话筒，利用碳精受压会改变电阻的原理，大大改进了话筒的质量。像其他新型发明一样，电话机很快投入市场，加以普及。1880年，美国的电话用户有5万家，到了20世纪初年，美国已经拥有130多万部电话。1881年，贝尔建立了自己的电话公司，致力于开发和推广电话事业。
电话用户的增多使电话交换机的技术改进成为必要。早期的电话交换是由人工实现的。所有的电话线都汇集在一个中心枢纽上，用户先挂通中心，再由中心的接线生负责接通用户要与之通话的一方，通话完毕再由接线生切断他们之间的连线。这样的电话交换方式又慢又缺乏保密性，接错线路、久等不通甚至用户被接线员遗忘等现象屡见不鲜。随着电话用户的增多，手工电话交换方式已经完全不能满足需求了。自动交换电话的研制工作被提上日程。
1889年，美国人阿尔蒙·斯特罗格发明了“自动拨号电话”，取得了一项自动电话交换的技术专利。这种自动电话的原理是，将通话对方的电话号码按顺序输入电话线，每一个电话号码产生一个电流脉冲，而电流脉冲驱动电话局里的选择器进行工作。经过与电话号码位数相同次数的选择之后，在发话者与受话者之间接通线路。这个原理非常简单，并且直到今天还在发挥作用，但实现起来并不容易。一开始，斯特罗格的选择器只能为100个用户服务。到了1900年，这种类型的选择器也还只能为不超过400个用户工作。选择器的进一步发展可以大致分为两个阶段：电磁继电器阶段和计算机程序控制阶段。
除了自动交换的问题之外，电话发展过程中还有长距离失真和多用户同时使用一条线路两大技术难题有待解决。20世纪初年，电话电缆最远只能传输到200多千米，再远声音就完全失真或根本听不到声音。电子管（1906年发明三极管）出现之后，这两个问题实际上变成一个问题来解决。1914年，载波法开始投入使用，其原理是将传声器的电流通过电子管电路转换成高频电流，再将高频电流馈入长途电话线路中。由于高频电流在线路上的损耗很小，而且不同的话路可以同时调制成不同频率的高频电流在同一条载波线路上传输，上述两个难题就一举解决了。1935年，全球性电话通信正式开始。1934年，一条电话线路传输12路的电话系统已经普遍使用。1943年，实现了48路通话。1956年，横跨大西洋的海底电话电缆达到了35路通话。到20世纪70年代，可以做到几千路话路在同一根电缆上传递。
20世纪后半叶，电话通信技术有三个重大发展，第一是计算机控制与数字通信，第二是卫星通信，第三是光导纤维通信。这三方面的发展使得大容量和极多地址的高速通信网络成为可能。
20世纪50年代人造卫星出现之后，通过卫星进行全球电话通信成为新的技术突破口。1965年，第一颗地球同步静止轨道卫星发射成功，在欧美大陆之间建立了240个信道，几乎等于4个海底电缆的通信量。1969年，国际通信卫星-3进入同步静止轨道，可以分别传递1200路双向电话。理论上讲，3颗同步卫星就可以大致覆盖地球表面。由通信卫星组成的通信网可以克服固定线路容量不足以及缺乏机动性的缺点。不断增多的高性能的通信卫星，使得任何地理环境下的全球漫游通信成为可能。美国摩托罗拉公司1987年提出了低轨道“铱”卫星通信系统，定名为“铱”是因为它将模拟铱元素的原子结构，即77个电子围绕原子核转动。铱星系统由77颗（后来的实施方案改为66颗）低轨道运行的小型卫星组成，轨道高度780千米，沿6条极轨道运行，每个轨道平面上都均匀分布着11颗卫星。由于这些卫星轨道很低，人们可以在地球上的任何一个地方运用便携式移动电话通过这些卫星进行通信。这个设想非常出色，可惜由于成本太高，铱星公司最后被迫破产。
光纤通信是利用光作为媒体的一种通信方式。光是一种频率极高的电磁波，而且频带很宽。照搬载波通信的原理，用光代替高频微波，用光导纤维（一种可以把光限制在内部传播的透明纤维材料）代替电缆，就可以实现容量更大、品质更优良的通话。通话信号还可以调制成不可见光进行传输，具有非常高的保密性。
计算机程序控制交换机曾经使固定电话线路的交换问题得到彻底解决，使固定电话局的容量、速度和通话质量上了一个台阶。采用程控交换机时，需要更改功能或者增加新的服务要求，不需要修改或增加设备，只要修改相应的程序便可实现。因此，它的服务性项目达到50多种。数字化是微电子技术发展之后通信技术发展的新方向。从前的通信可以称为模拟通信，即将声音信号的连续变化模拟成电信号的连续变化。数字通信一开始就将声音信号以二进制数字方式存储。其优越之处在于，首先，与模拟信号比具有更强的抗干扰能力；其次，也可能是最重要的，它使声音信号与其他计算机处理的信号具有完全相同的存在方式，因而便于与计算机联网作业。目前正在加紧研制的计算机通信（compunication）将把电脑网络、电话、电视三者合而为一，把电视网、电话网和数据网合成同一个网，即综合业务数字网（IntergratedServicesDigitalNetwork,ISDN）。
1910年，全世界共有1000万个电话用户，但最长传输距离不超过1500千米，越洋电话还不可能。到了1985年，全世界大约有5亿部电话机，发达国家电话基本普及，每百人占有话机数达80（美国）。中国电信业在20世纪90年代发展速度异乎寻常地惊人，城市电话普及率已接近发达国家的水平。
电话的普及使人们之间的交往方式发生了微妙的变化。情人之间的情书减少了，朋友之间的友情也不再以信札为证。电话取代了文字特有的情趣，创造出一种新的人际交往环境和交际情调。
