Совершенствуя телектрофон, Меуччи в то же время боролся со своим английским соперником и собственной неопытностью в предпринимательской и финансовой области, но без особого успеха. Он получил сильные ожоги во время пожара на паровом катере, что вынудило его жену продать его прототипы за бесценок. В 1874 году у него не оказалось 250 долларов, чтобы заплатить за патент на свое изобретение, и он смог получить только caveat — просто официальное подтверждение его приоритета в развитии изобретения. Это был не слишком подробный документ, но caveat Меуччи описывал характеристики телектрофона и содержал его чертежи в общем виде. Проблема заключалась в том, что такое свидетельство действовало только в течение одного года. Меуччи попытался заинтересовать компанию «Вестерн Юнион» своим изобретением и отправил туда один из прототипов и предложение о создании филиала фирмы, которое ее руководство отвергло. Компания не вернула ему эти материалы, заявив, что они утеряны. Два года спустя, в 1876 году, шотландец Александр Грэхем Белл опубликовал свой патент на телефон, моментально став знаменитостью и заключив выгодный контракт с «Вестерн Юнион».
К 1870 году еще не существовало надежно работающей модели телефона, пригодной для коммерческого использования. Одним из исследователей, которых в 1874 году Уильям Ортон привлек к работе для поисков решений в области многоканальной телеграфии, был Илайша Грей (1835-1901), чья компания «Вестерн Электрик» стала одним из важнейших подрядчиков «Вестерн Юнион». В том же году в ходе экспериментов с акустической телеграфией Грей случайно обнаружил способ передавать звуки человеческой речи. Тем не менее, хотя передача слов казалась интересной задачей, это не было главной целью его жизни, и он не придал своему открытию серьезного значения.
Шотландский ученый и изобретатель Александр Грэхем Белл, недавно прибывший в США, напротив, придерживался другого мнения: он занимался теми же явлениями, что и Грей, но обладал иным багажом знаний — опытом акустических экспериментов с человеческой речью и слухом. Он происходил из семьи логопедов и теоретиков устной речи, а некоторые его родственники были глухими, поэтому с первых же своих работ Белл проявлял интерес к механике звука и речи.
Прототип телефона, разработанного Илайшей Греем, воспроизводил звук с достаточно большой громкостью и надежностью, используя для изменения силы тока давление воды, которая выступала в роли передатчика. Его устройство могло воспроизводить разные тона одновременно без искажений, что было невозможно для телефона Рейса. Схема устройства показана на рисунке. Говорящий располагается у рупора передатчика, его голос вызывает вибрацию мембраны, связанную с линией, соединяющей обе станции. Вибрация мембраны воздействует на металлическую иглу: она отходит от ее центра, а другой ее конец погружен в воспринимающее устройство, заполненное водой. Основание этого устройства подсоединено к батарее. Чем больше амплитуда колебаний, тем сильнее сжимается вода, что изменяет ее электрическое сопротивление. На приемной станции ток приводит в действие электромагнит, и таким образом колебания мембраны в передающем устройстве вызывают колебания мембраны в приемном.
Как раз в 1874 году он напряженно работал над двумя фундаментальными изобретениями: «гармоническим телеграфом» (устройством, одновременно отправляющим несколько телеграфных сообщений, используя разную частоту сигнала) и «фоноавтографом», который на основе принципов гармонического телеграфа был призван вернуть слух глухим людям. Разрабатывая данные устройства, Белл получил много знаний, которые впоследствии помогли ему изобрести прибор, сделавший его знаменитым.
«Фоноавтограф» был своего рода «искусственным ухом». Он состоял из мембраны, колебания которой двигали рычаг, рисующий «облик слова» в форме волны на закопченом стекле. Белл считал возможным сделать так, чтобы мембрана изменяла интенсивность электрического поля, следуя «образу» произнесенных слов. Ток должен был передавать слова на другую мембрану. Речь шла не о режиме «вкл/выкл» (бинарное состояние), а о его изменении (континуум возможных состояний). Белл открыл фундаментальный принцип телефонии, основанный на изменяемом сопротивлении, не дожидаясь, пока Грей придет другим путем к тому же результату. Однако у Белла еще несколько лет ушло на то, чтобы понять, как применить эту идею на практике.