Il a reçu plus de 300 brevets au cours de sa vie, dont le plus important portait sur un tube à vide à trois électrodes, ou triode, qu’il appelait l’Audion. L’invention de l’Audion, un dispositif capable d’amplifier et de moduler des signaux électromagnétiques pouvant également fonctionner comme un oscillateur, a été une étape cruciale dans l’industrie électronique des débuts. Jusqu’à l’invention du transistor en 1948, la triode était présente dans presque tous les équipements électroniques.
De Forest est né à Council Bluffs, Iowa, le 26 août 1873, fils d’un pasteur congrégationaliste. Son père accepte un poste de président du Talladega College, une école spécialement créée pour les enfants d’anciens esclaves, et la famille déménage à Talladega, en Alabama, en 1879. Enfant, De Forest développa un intérêt pour les machines et se considérait comme un inventeur, bien que son père espérait qu’il suivrait ses traces et deviendrait ministre. En 1891, De Forest s’inscrivit à la Mount Hermon School, dans le Massachusetts, et en deux ans, il avait terminé trois années de travail. À l’été 1893, il sert comme garçon de chaise à l’Exposition universelle de Chicago, dans l’Illinois, et profite joyeusement de son temps libre pour se promener dans le Hall des Machines. L’automne suivant, il put poursuivre plus pleinement son intérêt pour la mécanique à la Sheffield Scientific School de l’Université de Yale, son père ayant alors réalisé que son fils ne se lancerait pas dans une carrière religieuse.
À Yale, De Forest a étudié l’ingénierie et a suivi l’une des premières classes consacrées exclusivement au thème de l’électricité aux États-Unis. En raison de besoins financiers, il a été forcé de travailler pendant ses années universitaires pour compléter une bourse qu’il a reçue. Jamais un étudiant populaire, De Forest avait tendance à se replier sur ses études et ses inventions lorsque les tentatives de s’engager dans diverses activités universitaires échouaient. Après avoir obtenu son diplôme de premier cycle en 1896, De Forest est resté à Yale pour des études supérieures, son objectif principal étant la radiotélégraphie. Il a écrit sa thèse de doctorat sur la réflexion des ondes hertziennes (radio) et a obtenu son doctorat en 1899.
De Forest a d’abord trouvé un emploi chez Western Electric à Chicago, mais a peu de temps après déménagé à Milwaukee, dans le Wisconsin, pour travailler pour l’American Wireless Telegraph Company. Pendant son séjour à Milwaukee, De Forest a produit sa première invention notable, le répondeur. Ce dispositif était destiné à remplacer le coherer, un détecteur d’ondes radio constitué de limailles métalliques dans un tube qui tendait à devenir moins sensible au fil du temps et nécessitait que le tube soit secoué périodiquement. Chez le répondeur De De Forest, les limailles ont été abandonnées et remplacées par un électrolyte liquide qui a éliminé la nécessité d’une restauration manuelle du détecteur. Avec l’argent qu’il a reçu pour le répondeur, De Forest est retourné à Chicago et a fondé avec un partenaire l’American De Forest Wireless Telegraph Company pour concurrencer l’entreprise de Guglielmo Marconi.
Pour lever des fonds, De Forest a voyagé et effectué des démonstrations de signaux en code Morse envoyés et reçus sans fil. Sa campagne de marketing et la publicité qu’il a générée en envoyant des rapports sur la guerre russo-japonaise avec son propre équipement ont aidé De Forest à acquérir des commandes de branches de l’armée américaine. Le premier des nombreux problèmes commerciaux qui affecteront De Forest tout au long de sa carrière est survenu après qu’il a commencé à vendre un répondeur avec un nouveau design en 1903. Le répondeur amélioré a été légalement trouvé quelques années plus tard pour enfreindre un brevet appartenant à Reginald Fessenden, et la société de De Forest a reçu l’ordre d’en cesser la production. Encore plus dévastateur pour De Forest fut sa découverte de malversations au sein de l’entreprise, qu’il quitta en 1907.
Au moment où ses liens avec l’entreprise ont été rompus, De Forest avait déjà inventé un appareil qui non seulement changerait la télégraphie pour toujours, mais ouvrirait également la voie à une foule d’autres technologies. John Ambrose Fleming avait breveté un tube à vide à deux électrodes qui pouvait être utilisé comme redresseur et détecteur d’ondes radio en 1904. Malgré sa capacité à convertir les signaux radio entrants sous une forme appropriée pour faire vibrer le diaphragme d’un écouteur, les signaux reçus n’étaient pas assez forts pour rendre le dispositif de Fleming pratique à cet effet. Lorsque De Forest a créé le premier tube à vide à trois électrodes, qu’il a baptisé Audion, ce problème a été résolu car le nouvel appareil amplifiait les signaux en plus d’agir comme détecteur et redresseur. De Forest breveta l’Audion en 1907, mais il ne comprenait guère comment et pourquoi cela fonctionnait. De plus, il faudrait plusieurs années avant que le plein potentiel de la triode ne soit réalisé. Vers 1912, De Forest a produit un circuit amplificateur en cascade en alimentant la sortie d’une triode dans l’entrée d’une autre, et quelques années plus tard, il a conçu un circuit régénératif dans lequel la sortie d’une triode était réinjectée dans le dispositif en entrée. Cette dernière découverte a été réalisée par d’autres à peu près au même moment que De Forest, et le brevet du circuit de rétroaction a été initialement attribué à E. Howard Armstrong.
Malgré le grand progrès de l’électronique marqué par l’invention de l’Audion, De Forest n’eut pas le succès qu’il aurait pu espérer. Il a fondé la De Forest Radio Telephone Company et a commencé à faire des émissions de radio révolutionnaires depuis le Metropolitan Opera House de New York, il semblait donc bien se porter au début. Bientôt, cependant, il se retrouva à nouveau en difficulté juridique lorsque lui et plusieurs autres hommes de la société furent arrêtés pour fraude postale. De Forest fut blanchi des accusations, mais cet événement, ainsi que la similitude de l’Audion avec l’invention brevetée de Fleming, que certains craignaient d’être une contrefaçon, l’amenèrent à vendre les droits de la triode pour une somme bien inférieure à leur valeur réelle. Pourtant, l’argent était suffisant pour permettre à De Forest de fonder une autre entreprise, celle-ci se concentrant principalement sur la fabrication de tubes Audion.
Au cours de la décennie suivante, la radio cessa d’être le principal intérêt de De Forest, car il avait développé une fascination pour le cinéma. En conséquence, il a vendu sa société de tubes Audion et a déménagé à Hollywood, en Californie. Toujours inventif, De Forest a développé une méthode électrooptique pour réaliser des films avec du son. Connue sous le nom de Phonofilm, la méthode de De Forest consistait à convertir les motifs d’ondes sonores en électricité, qui était ensuite convertie en motifs d’intensité lumineuse pouvant être enregistrés sur le même film que les images composant le film. En 1923, De Forest commence à présenter certaines des premières images commerciales avec du son jamais réalisées, bien qu’il soit généralement ignoré par les studios de cinéma hollywoodiens. Quelques années plus tard, cependant, des « talkies » étaient régulièrement fabriqués par ces mêmes studios en utilisant un procédé très similaire à celui de De Forest.Lorsqu’il a été poursuivi par Western Electric pour violation possible de brevets sur certains éléments utilisés dans son système de Phonofilm, De Forest a abandonné son travail avec, bien qu’il soit resté à Hollywood le reste de sa vie.
La vie personnelle de De Forest était remplie de hauts et de bas presque aussi importants que sa carrière dans les affaires. Il épouse Lucille Sheardown en 1906 et se sépare d’elle en un mois. Leur mariage est annulé en 1907. L’année suivante, il épouse Nora Stanton Blatch, une ingénieure qui était la petite-fille de la leader des droits des femmes Elizabeth Cady Stanton. Lorsque leur fille, Harriot Stanton de Forest, est née en 1909, ses parents s’étaient déjà séparés l’un de l’autre, bien que leur divorce ne soit finalisé qu’en 1911. La troisième épouse de De Forest était une chanteuse, Mary Mayo, qu’il épousa en 1912. Le couple a eu deux filles et un fils, mais le garçon est décédé quelques jours seulement après sa naissance. Cette tragédie a été suivie par la séparation et le divorce éventuel en 1929 de Mayo et De Forest. En 1930, De Forest épouse une actrice hollywoodienne nommée Marie Mosquini, de plus de 35 ans sa cadette. Elle est restée avec lui jusqu’à sa mort le 30 juin 1961.
