摩尔斯和盖尔很快开始了合作，不久之后，一名叫做阿尔弗莱德·威尔的年轻人也加入了进来。威尔是在观摩了一场摩尔斯样机的演示后产生兴趣的，他同意出资制造一整套摩尔斯设计的装置，以换取团队成员的身份，以及对这项专利的一部分股权。对于经济上捉襟见肘的摩尔斯来说，出手阔绰、充满热情，又在父亲的钢铁厂中积累了不少实践经验的威尔，简直是上帝派来帮助他的天使。
这是惠斯通的典型做法，此人个性一向有些古怪，时而内向害羞，不肯与人接触亲近，时而又固执傲慢到不可救药。而他与库克的合作也相当不稳定，惠斯通坚持称电流电报机的发明是自己一人的功劳，似乎库克不过是他在推介自己的发明时引入的一个商业伙伴。
而且，摩尔斯知道，如果电报机早些普及，那么他的个人生活中也会发生很大的变化。据他的儿子爱德华说，“他经常会回想起当年等待亲人的回信时长达数日甚至数周的焦虑；他预见到，在国事和商务领域中，快速的通讯手段可能意味着的避免一场战争或拯救一大笔财富；但是，在那些更贴近人心的领域中，快速通讯则可能让丈夫有时间赶回到临终妻子的病床，或者挽救爱子的性命；可能帮助抓捕到流亡的逃犯，又或者制止对一个清白的人的处决。”
举例来说，1824 年，不列颠数学家和物理学家彼得·巴洛打算制作一台带有电磁铁的电报机，这台机器在传递信号时会发出咔哒咔哒的响声。“现在只有一个问题可能影响最终的结果，那就是：随着电线长度的增加，（电流的）效果是否会随之减弱呢？”他问道。“我在导线长度只有 60 米的时候就发现存在这样递减的效应，让我立刻认为这种方法是不可行的。”
接下来，库克转而向他的朋友彼特·罗格特寻求帮助。在今天，罗格特以第一部百科全书的编纂者的身份著称，但他同时也是一位科学家，在 1832 年还发表了一本关于电学的专着。他把库克介绍给了查尔斯·惠斯通教授，此时的惠斯通已经因为设计了一系列判断电流速度的精巧实验而名声在外。两人安排了一次会面，库克很高兴地发现，惠斯通已经有了一条足够长的电线—事实上，有 4 英里之长—可以随时用于实验。但当他听说惠斯通自己也在琢磨着发明电流电报机时，可就没那么高兴了。此外，惠斯通很了解亨利的实验成果，此时他已经能在库克远远达不到的距离上发送电报信号了。
库克和摩尔斯实现了不可能实现的目标，发明了可以有效工作的电流电报机。毫无悬念，全世界都将臣服于他们的脚下。然而，发明出能够有效运行的样机还是较容易的那部分工作。说服人们相信它的重要性远比这要困难得多。
巴洛并不是唯一的质疑者。很多其他科学家也发现，他们使用的电导线越长，在另一端电流的效果就越弱。对于这一领域的研究人员，发明实用的电流电报机的愿望仍和过去一样难以企及。
在对他们的设计不断完善的过程中，摩尔斯和库克都深知自己工作的重要意义，但是他们对对方的进展都还毫不知情。库克认为电流电报机对政府很有帮助，“一旦发生骚乱，可以借此向地方当局发布命令，有必要的话，还可以向他们派军队支持。”他认为电流电报机还能用于传递商品价格以及家人病重的消息，“快马加鞭赶回临终的家人身边，还能见上最后一面，都是因为能比以往任何方式更快地得知消息。”
从一开始，摩尔斯就坚信，通过连通大西洋两岸的电报系统，欧洲和北美将紧密相连。他预想到了一个由导线联系在一起的世界，所有国家都被遍布全球的电报网络结合了起来。“如果电流能够不间断地传递 10 英里，”他很喜欢这么说，“那我就能让它环绕全球。”
库克争取到了一次与杰出的英国科学家迈克尔·法拉第的会面的机会。法拉第当时主要的研究领域就是电磁学，他确认了库克设计的电报机在技术上是可靠的；但是当库克开始热情洋溢地宣传他发明的永动机时，法拉第怀疑眼前这人是个江湖骗子，于是借口自己还有要事需要处理，把库克从办公室撵了出去。
用了不到三周的时间，库克就制作出了仪器的雏形。他将 3 台席林男爵的指针电报机组合成一套单独的设备，这台设备用一系列的开关和 6 根导线来控制 3 根指针，每根指针都可以向左或向后偏移，也可以保持不动，3 根指针不同的位置组合代表着不同的字母。
他打算回到美国之后再完成《卢浮宫的画廊》，然后在那里举行展览。这是一个典型的摩尔斯式计划—例如，自 1823 年以来，他就一直在研究一种号称可以复制任何塑像的大理石切割器，并打算用它大量生产著名艺术品的仿制品然后卖给公众。而且在他年轻时，他还改造过很多发明，包括他在 1817 年设计的一种新型水泵，后来就卖给了当地的消防队。但是他这些既饱含艺术热情，又志于服务公众的发明中，没有一个取得了成功；倒霉的摩尔斯似乎总是从一个似是而非的主意跌跌撞撞地转向另一个。
1825 年 2 月 7 日，摩尔斯的妻子卢克丽霞突然病重，在他们位于康涅狄格州纽黑文的家中过世。当时摩尔斯并不在家。作为一名刚开始崭露头角的肖像画家，那时他身在华盛顿，正在试图打入收益颇丰的上流社会肖像画家的圈子。他当时刚刚接到一份为拉菲特侯爵—一位战斗英雄，画全身像的工作，他的事业似乎终于迎来了上升期。“我渴盼你的来信，”他在给妻子的信中写道，当时已经是 2 月 10 日了，他尚且不知自己与妻子已经是阴阳两隔。
重大突破发生在 1820 年，丹麦物理学家汉斯·克里斯坦·奥斯特发现电流周围会产生磁场，这一现象被称为电流的磁效应。磁场可以通过它对周边物质的影响检测出来：奥斯特发现，电流周围的磁场会使罗盘的指针移动。史无前例的，一种能够可靠、简便并反复使用的检测电流的方式终于被发现了。（讽刺的是，这种方式依靠的正是磁场—和当年同感针传奇依据的理论异曲同工。）
然而，海德堡大学的门肯教授拥有一件席林电流表的复制品，他喜欢利用这个来演示电磁学的原理。在观摩了一场门肯教授的演示之后，库克“被电流的神奇力量深深震撼，尤其对利用电流来传递信息的实用性印象深刻。”库克意识到这一非凡的发明—用他自己的话说—“可以发挥伟大的作用，这作用远远要高于在讲座中进行演示”。库克（一直在寻找发大财的门路）毫不犹豫地放弃了解剖学，决定在改良席林仪器的基础上制造一台电流电报机。
于是这两人别别扭扭地开始了合作关系：库克需要惠斯通的科学知识，所以他提议将他的设计带来收益的六分之一分给对方。但是惠斯通傲慢地宣称，科学家唯一该做的事儿就是发表他的科研成果，再让其他人去任意开发成果的商业用途；但是如果年轻的库克想要与他合作，那么他们两人必须在待遇上平等。最终，被库克的“热情、才能和不屈不挠的精神”所打动，惠斯通同意了合作，但是又很幼稚地要求在签署所有文件和发表文章时，他的名字都要排在库克之前。
正如在 1746 年那些被电到的修士可以证实的那样，杰克逊博士解释道，电可以通过任意长度的电路实时传播。摩尔斯大吃一惊。“如果电流的出现可以在电路的任意位置上被检测出来，”据传他当时这样说道，“那么没有道理信息不能通过电流实时传递到任何地点。”当然了，正是因为这个原因，科学家们才会在近一个世纪以来不断尝试驾驭电流以传递信息，但摩尔斯并不知晓这些。他离开餐桌，来到了甲板上，然后开始在他的笔记本上涂鸦。深信自己是想到这个主意的第一人，他立刻就全身心地沉迷到这一新的计划中了：他打算发明一台电流电报机。
塞缪尔·F.B.摩尔斯，电流电报机的发明人之一。
四年之后的 1836 年，一位年轻的英国男子经历了和摩尔斯类似的顿悟。威廉姆·福瑟吉尔·库克—解剖学教授的儿子，在辞去印度军队中的职务之后，发现自己开始无所适从，每天在制作医学解剖实习用的蜡模中浑噩度日。一次偶然的机会，在他到海德堡学习解剖的期间，他参加了一次有关电学的讲座，之后没多久，他就也决定要造一台电流电报机了。
在遇到电流无法在长距离上传播的问题时，摩尔斯也得到了一位学者的指导。莱纳德·盖尔—纽约大学化学系教授，与摩尔斯的兄弟亨利私交甚笃，正是他提出了更换电池和改良电磁铁的建议。“在将一只电池替换为串联的二十只电池后，我们将信息通过 60 米的导线传递了出去，然后又传了 300 米，再后来，我们在纽约大学的教室里，在朋友们的见证下，将信息通过长达 100 英里的导线卷传了出去。”盖尔回忆道。这才是摩尔斯一直在寻找的突破。
查尔斯·惠斯通教授，科学家，电流电报机的合作发明人之一。
清晨中他制作了一条纤细的电线，
如同艺术家的想象在作品中璀璨，
当他从天堂中引出这陌生而炽烈的火焰，
光芒染红了午夜风暴的边缘；
他携带火焰跨越群山的峰峦，
将它投放进大洋的臂弯；
从此科学向我们宣布，从海岸到海岸，
时间和空间统辖人类的日子已经走完。
——选自《胜利之歌》，一首为致敬塞缪尔·摩尔斯而创作的诗歌，1872 年
在建好了可以将信息通过 9 米或 12 米长的导线传递出去的样机之后，此时已经回到英格兰的库克，非常急于在更远的距离上实验他的装置。他的朋友伯顿·莱恩—一位伦敦林肯律师学院的初级律师，答应把办公室借给库克，但是只有 3 天时间。库克要连接一条长达 1 英里的电线，“我不得不在莱恩狭窄的办公室里摆下长达 1600 米的导线，而且导线还不能相互接触；完成这一工作需要的耐心和经受的疲惫真是让人崩溃！”库克在给家人的信中写道。更糟糕的是，实验的结果令人失望：他设计的样机就是无法在电线延长后正常工作。一周之后，库克受到的欢迎冷落了下来，莱恩收回了他的办公室。
库克参加的讲座展示了一台实验性的电报机，这台电报机是由俄罗斯外交官帕维尔·利沃维奇·席林男爵在 20 年代中期发明的。这台电报机通过电流表指针的左右摆动来指示不同的字母和数字。和罗纳德在英国的做法一样，席林也不断向政府机构中的高层官员推介他的发现。终于，经过多年的游说，他在 1836 年得到了一次在沙皇尼古拉斯面前进行演示的机会。沙皇对他的发明大加赞赏，并下令兴建官方的电报网络。但是此后不久席林就去世了，他的雄心壮志也随之长眠于地下。
很快地，摩尔斯就想到了利用电流的长短—“哔-信号”的方法，这一方式之后演变成了使用点和划，也就是我们今天熟知的摩尔斯电码。他给从 0 到 9 的数字各赋予了一种或长或短的电流长度，并记录在了笔记本中。通过发送一系列的数字，他想，可以在编码过的电码本中找到对应的单词。
塞缪尔·F.B.摩尔斯，1791 年出生于马萨诸塞州的查尔斯顿，也就是查普第一次演示他的观感电报机的那一年。他在电流电报机领域是个新手。如果他能再早一点建成第一台电流电报机，那么他也许就能尽早回家，赶上妻子的葬礼了。
摩尔斯设计的早期电报机。转动手柄（L），使齿轨通过发送装置（P），电流随之连接或中断。在接收设备一方，间歇的电流就会被一支由电磁铁控制的铅笔（G）以曲折线条的形式记录在滚动的纸带（A）上。
摩尔斯 41 岁那年，在乘船横跨大西洋时偶然参加了一场讨论会，就是那时，他开始了对电报的痴迷。1832 年，摩尔斯从欧洲返回美国，他当时已经在意大利、瑞士和法国学习了三年绘画，并热衷于将卢浮宫的瑰宝展示给美国观众的轻率计划。在一张 6×9 英寸的帆布画布之上，他打算临摹三十九幅卢浮宫最精美的作品，并将之命名为《卢浮宫的画廊》。这幅至今仍未完成的画作，陪伴着摩尔斯一起踏上了萨利号—一艘准备跨越大西洋的快船。萨利号主要运载信件，偶尔也捎带几位手头宽裕的乘客。
在海上漂泊了六周之后，摩尔斯抵达纽约，此时的他似乎已经脱胎换骨。萨利号抵达的那天，他的兄弟理乍得和西德尼在码头上迎接他，而他下船后几乎立刻就开口谈论起他最新的远大宏图了。“我们三兄弟间几乎连个招呼都还没打，他就开始给我们讲他在旅途中全心投入的重大发明了，回家的路上也一直在说这个。”理乍得回忆道。西德尼则记得他“回家的路上全是在讲电报，而且之后的好些天都几乎没有提起任何其他的话题。”摩尔斯立刻就开始着手制造电流电报机了。
在萨利号穿越大洋的途中，船上的乘客渐渐相互熟识，启程两周之后的一个下午，一场餐桌边的哲学讨论中，话题偶然转向了电磁学。来自波士顿的查尔斯·杰克逊博士，对电磁学所知甚详，甚至携带了一块电磁铁和一些电元件上船。在讲解之中，另一位乘客向杰克逊提了一个问题，这个问题正是当年诺莱的实验试图解答的：电的传播速度是多少，可以传播多远？
但是此时距离美国发明家托马斯·爱迪生发明电灯泡还有 80 年，所以还没有能够检测电导线中是否有电流存在的简便方式。实验人员通常用带电引发的木髓球颤动，以及电流导致的化学反应进行判断。但是实验阶段的电流电报机用来检测电流的方式过于笨拙（比如罗纳德制作的那台），以至于整套装置既不稳定也不便于使用，最终也没能引起足够的重视。
但是那些打算利用电流的磁效应制造电报机的人很快又遇到了新的麻烦：即便装备了最先进的电池和电磁铁，在用较长的电导线传递信号时，有些人似乎就是比其他人得到的成功的实验结果要少；没有人理解其中的玄妙。
观感电报机的指针或遮光板可以排列成大量不同的组合，但是电流只有开通或关闭这两种状态。怎样才能用它来传递复杂的信息呢？摩尔斯激动不安地在萨利号的甲板上来回踱步，他很快就排除了用不同的电路代表不同的字母这一方式。接下来，他开始考虑用电磁铁的咔哒声来代表不同数字，就像教堂的钟声那样。但在这一系统之下，传递出数字 9（9 次咔哒声）所耗的时间将会是传递出数字 1（1 次喀哒声）所耗时间的九倍。
接下来，摩尔斯开始着手解决如何将电流传来的信号保存下来的问题，以便随后将电流信号还原到最初的信息。与杰克逊一道，他勾画出了将信号自动记录下来的大概思路，核心是通过一支由电磁铁控制的铅笔，将电流信号记录在纸带上。
两项新的发明很快就随之诞生了：一个是电流表，可以通过指针的偏离度来显示电流的大小；另一个是电磁铁，一组始终带有磁性的电线圈—只要电线中有电流通过。和新的伏打电池一道，上述两种新发明都可以作为电流电报机的原件。
事实上，这个问题已经被美国物理学家约瑟夫·亨利解决了，他成功地通过一条长达 318 米的导线敲响了另一端电磁铁连接的铃铛。在 1829 年和 1830 年进行的一系列实验中，亨利发现，想让电流通过导线向远距离外传播，关键在于使用合适的电池。他发现，只要连接的电磁铁没有问题，在电流传递的距离方面，串联在一起的一大堆小电池，要远远胜过一支单独的大电池。但是业余发明家摩尔斯和库克并不知晓亨利的科研成果，即便当时众多大西洋两岸的科学界人士已经很熟悉这一发现了。
库克和惠斯通设计的五针电报机。每根指针都可以向左或者向右偏转，或者保持竖直；移动两根指针，就可以在表盘上菱形格的对角线上指示出一个字母（图中表盘上指示的就是字母“v”）。
与此同时，在纽约进行独立研究的摩尔斯，也遭遇了与库克一模一样的困难。尽管他的电报机在短距离上运转良好，但只要延长导线的长度，实验就无法成功。此时两人都已意识到，发明电流电报机对电学方面的要求远比他们最初预想的要高，而两人都不具备克服这一困难所必需的科学素养。
但是，尽管他们的个人关系不和，库克和惠斯通在专业上的合作还是卓有成效的：他们很快就设计出了一款改良版的五针电报机，并申请了专利。五针电报机中的每一根指针都可以向左或向右偏移，指向菱形表盘上的字母或数字，所以没有必要指定哪一组合代表哪个字母。然而，这一设计受限于表盘上菱形格能够排列出的位置，只有 20 个字母可以包含在这款电报机的字母表中；结果，字母“c”“j”“q”“u”“x”和“z”被省略掉了。尽管这一电报机要求，在发送人和接收人之间，每一根指针都由一条单独的导线相连，但是它可以在不需要电码本的情况下迅速地将信息传递出去。
威廉姆·福瑟吉尔·库克，不列颠电流电报机的发明者之一。
也许是一种幸运吧，摩尔斯不知道之前的实验中电流电报机无法在长距离上将信号传递出去。自以为这一发明中电流传导的部分不会有太大障碍，他开始考虑另一方面的问题了：一种信号电码。
时至今日，连小孩子都可以制作简单的电流电报机。你所需要的不过是一节电池，一盏灯泡，和几根连接两者的电导线。我手持电池，而你拿着灯泡坐远一点；我控制连接电池的电线；我在这边接触或断开线路，就能让你那边的灯泡点亮或熄灭。如果我们事先约定好了一套用灯泡闪烁的方式来代表不同字母的办法，我就能把消息传递给你（一种很简单但效率不高的策略就是用灯泡闪一下来代表字母“a”，闪两下来代表字母“b”，依次类推）。
华盛顿距离纽黑文有 4 天的路程，所以摩尔斯直到 2 月 11 日才接到噩耗，当时距离葬礼已经只有一天了。虽然快马加鞭往回赶路，摩尔斯到家也已经是第二周了。他的妻子已然下葬。直到 1825 年的美国，信息传递的速度仍还无法超越一匹快马。
当然了，在 19 世纪初期，蓄电池和灯泡还没有被发明出来。但诺莱用来电击修士的早期粗制电池已经被伏打电池取代。伏打电池是由亚历桑德罗·沃尔塔在 1800 年左右发明的，其工作的原理和现代电池相差无几。伏打电池可以为闭合的电路提供持续的驱动电流，而不再仅仅是短暂的一次电击。
相比于几个月就做出了成绩的库克和惠斯通，此时的摩尔斯已经在他的电报机上花了 5 年时间了。这主要是由于他在设计上走了一条弯路。他设计的发送装置上，有一根由带有锯齿的金属条组成的齿轨（或“接口尺”），每根金属条都代表一个字母或数字。当齿轨穿过发送设备时，金属条上的锯齿与空隙就会引起或长或短的电脉冲，电脉冲经导线传导到接收方，从而控制连接在电磁铁上的一支铅笔，使得铅笔在滚动的纸带上留下曲折线条。或长或短的电脉冲转化成了纸带上的曲折线条，这些曲折线条又可以通过摩尔斯电码被译回到原本的信息。摩尔斯认为，这一绕弯安排的优势在于，信息在传递之前可以提前准备好，而接收方则可以保留下所有传来信息的记录。这种设计极其复杂麻烦，而摩尔斯在任职纽约大学艺术设计系教授之后，只能依靠微薄的薪资度日，他经常不得不在把钱花在电报机的原件上还是面包上进行抉择。所以他花费了相当长的时间才组装完成了一套样机。
摩尔斯对他的电报机也同样充满雄心壮志。一位曾经拜访过他的人回忆道，“（摩尔斯）深信自己发明了一种运用电磁铁进行通讯并以文字的形式交流思想的实用设备，只要操作得当，就可以打破距离和时间的界限，而这一发明最终将成为政府事务以及公众生活中不可缺少的日常工具。”
威尔加入之后，摩尔斯的设计得以迅速改进。他们取缔了齿轨和带锯齿的金属条，用手敲按键来发送信号。而接收方画曲折线的铅笔，则被一上一下、在纸带上留下点或划的墨水笔取代。摩尔斯的数字电码也被字母电码取代，点和划的组合可以代表任一字母，所以也不再需要数字对照的电码本了。通过数出一箱印刷品中每个字母出现的次数，摩尔斯和威尔给使用频繁的字母安排的电码就更加简短；“e”，最常使用的字母，就是用一个点代表的。
