Shockley se graduó en el C.I.T., California Institute of Technology en 1932 y obtuvo su doctorado en el M.I.T, Massachusetts Institute of Technology en 1936. En el último año entró a formar parte del personal técnico de los laboratorios de la Bell Telefhone.
Allí, Shockley y sus colaboradores, Bardeen y Brattain, llegaron a un hecho interesante en el curso de sus investigaciones. Durante mucho tiempo se había sabido que ciertos cristales podían actuar como rectificadores, es decir, permitirían el paso de corriente en una dirección pero no en la opuesta. La corriente alterna que pasara a través de dichos cristales era rectificada y solo las oleadas que pasaban en una dirección se transmitían, de modo que lo que resultaba era una corriente continua variable.
Para que los aparatos de radio funcionaran con corriente alterna se necesitaban este tipo de rectificadores. Primeramente se utilizaron cristales con este propósito y, por tanto, a los aparatos de radio primitivos se les conoce como <radios de galena>. El desarrollo de válvulas de radio gracias a Fleming y De Forest dieron lugar a rectificadores mucho más eficientes y menos complicados y los cristales se pasaron de moda.
Se dio un giro total y Shockley descubrió que los cristales de germanio contenían trazas de ciertas impurezas que eran rectificadores mucho mejores que los cristales utilizados una generación antes y que además tenían ventajas concretas respecto a las válvulas que se venían utilizando. Las impurezas contribuían bien con electrones adicionales o con la falta de ellos, esto hacia que, dependiendo del caso, al ser sometido el cristal en cuestión a un potencial eléctrico los electrones fluían únicamente en un sentido, hacia el electrodo positivo o al contrario. En cualquier caso, la corriente pasaría únicamente en un sentido.
En 1948 Shockley descubrió cómo combinar los <rectificadores de estado sólido> de estos dos tipos de modo que fuera posible no solo rectificar sino también ampliar una corriente, en definitiva, que hicieran todo lo que las válvulas de radio podían hacer. El invento recibió el nombre de transistor, puesto que transfería la corriente a través de una resistencia.
Durante los años cincuenta, cuando se estandarizaron las técnicas para la fabricación de transistores el producto se hizo más uniforme y fidedigno, empezó a desplazar a las válvulas de radio, ya que eran mucho más pequeños que estas, cuyo tamaño no se podía reducirse y además no podían funcionar sin un calentamiento preliminar. (Los transistores al revés que los filamentos situados dentro de las válvulas, no tienen que alcanzar una cierta temperatura para ponerse en marcha.)
Los incipientes computadores (gigantes), después de haberse transistorizado disminuyeron drásticamente su tamaño. Este proceso de miniaturización cobró gran impulso en la segunda mitad de los años cincuenta gracias a la <carrera espacial> y a la necesidad de enviar al espacio, en los primeros satélites, el mayor número posible de instrumentos, sin que llegaran a ser absolutamente prohibitivos los gastos en combustible y energía.
Shockley junto con Bardeen y Brattaun recibieron el premio Nobel de física de 1956. En 1955 Shockley fue nombrado director de investigación del Weapons System Evaluation Group en el Departamento de Defensa de los Estados Unidos y en 1963 fue nombrado profesor de ingeniería en la Universidad de Stanford.
