Ничуть не озаботившись опубликованием достигнутых успехов, Тэлбот вдруг оставляет фотографию, чтобы погрузиться в исследования, с одной стороны, в области оптики и спектрологии, а с другой – в сфере изучения античности. Результатом последнего оказываются два изданных им труда: «Гермес, или классические и антикварные исследования» (Hermes, or Classical and Antiquarian Researches, 1838–1839) и «Древние иллюстрации к “Книге Бытия”» (Illustrations of the Antiquity of the Book of Genesis, 1839). Спохватывается изобретатель только после того, как 7 января 1839 года Араго объявляет миру об изобретении Дагера. Торопясь оповестить общественность о собственных успехах, 18 января он устраивает в Королевском обществе выставку своих «фотогенических рисунков», после чего 25 января делает отчет на заседании Королевского общества. А 29 января Тэлбот отправляет письмо Араго, в котором требует признать его первенство в фиксации «изображений в камере-обскуре… и последующего сохранения этих изображений таким образом, чтобы они могли выдерживать яркий солнечный свет». Как можно догадаться, такого признания он не получает – хотя бы потому, что, по словам Гершеля, «рисунки Тэлбота – детская игра по сравнению с дагеротипами».
Обида на отказ признать его первенство побуждает Тэлбота к усиленной работе. К 1841-му он дорабатывает фотографический процесс, который называет «калотипией» (от греческого слова «kalos» – прекрасный; другое название процесса, по имени изобретателя, – талботипия). В технологии этого процесса, помимо тэлботовского, содержится вклад и других людей, в том числе Гершеля и Джозефа Рида (Joseph Bancroft Reade, 1801–1870). Получив в 1842-м от Королевского общества медаль Рамфорда за свои открытия, Тэлбот затем детализирует их в книге «Карандаш природы» (Pencil of Nature).
Таким образом, к 1841 году Тэлбот вырабатывает двухшаговую негативно-позитивную процедуру, дающую возможность получения тиража изображений на базовом для всей классической истории медиума носителе – бумаге. Проиграв Дагеру первенство в изобретении фотографии как физического процесса, он изобретает аналоговую фототехнологию, в своей основе остающуюся неизменной вплоть до ее цифрового апдейта в конце XX века. Помимо этого, в отличие от дагеротипа, возможности манипуляции с которым ограничивались выбором точки зрения и освещения, в тэлботовской калотипии присутствуют еще и возможности варьирования отпечатка, получаемого с негатива: изменения его тональности и цвета, выбора бумаги и вообще материала для печати (фарфора, ткани, металла, – чего угодно), ретуши негатива и отпечатка. Сами термины «негатив» и «позитив» были предложены, как уже говорилось, Джоном Гершелем, другом Тэлбота. Кроме того, Гершель пытался убедить Тэлбота заменить узкий по значению термин «фотогенический рисунок» на более универсальный термин «ф о т о г р а ф и я» (световое письмо).
На этом этапе Тэлбот еще имеет шанс выиграть соревнование с Дагером, однако совершает роковую ошибку. Он патентует свое изобретение, а затем берет патенты на все последующие технологические новшества. Нарушителей патентов Тэлбот преследует в судебном порядке и тем самым ограничивает популярность калотипии, проигрывая Дагеру теперь уже окончательно и бесповоротно. В результате за пределами своего ученого круга изобретатель так и остается малоизвестным.
Уже в 1850-х, покончив с экспериментами в калотипии, после всех не слишком успешных судебных сражений за свои патентные права, Тэлбот вновь возвращается к теоретической математике и этимологии, одновременно открывая для себя еще один круг интересов – ассириологию, и существенно способствуя расшифровке клинописи. В 1855 году на Всемирной выставке в Париже ему присуждают Большую почетную медаль за вклад в фотографию; в 1865-м на фотографической выставке в Берлине – приз за процесс фотогравирования; а в 1877-м его выбирают почетным председателем Лондонского фотографического общества. Но все это Тэлбота уже не слишком интересует. Британский первопроходец фотографии является автором семи книг и пятидесяти статей, относящихся к различным областям науки; ему также принадлежат двенадцать изобретательских патентов и по меньшей мере восемь исчерпывающих переводов ассирийских литературных текстов.