Bereits 1939 begann William Shockley an den Bell Laboratories mit Versuchen, Halbleiter als Verstärker und Gleichrichter zu entwickeln. Seine Forschungen wurden durch den Krieg unterbrochen, 1945 kehrte er zu Bell zurück und gemeinsam mit dem theoretischen Physiker John Bardeen und dem Experimentalphysiker Walter H. Brattain gelang die Entdeckung des Transistors.
Dieser benötigte weniger Strom, entwickelte weniger Hitze, war langlebiger und kleiner als die bis dahin genutzte Elektronen-Röhre. 1953 wurde Shockley Direktor für Transistor-Physik, 1955 verließ er Bell, um ein eigenes Halbleiterlaboratorium zu gründen.
1956 erhielten Bardeen, Brattain und Shockley für die Untersuchungen über Halbleiter und die Entdeckung des Transistoreffekts den Nobelpreis für Physik. 1958 wurde Shockley an die Stanford Universität berufen und widmete sich der Erforschung von Energiebändern im Festkörper, Ordnungszuständen in Legierungen, Selbstdiffusion in Kupfer sowie ferromagnetischen Bereichen und der Weiterentwicklung von Halbleitern.