威廉·肖克利從小就養成了對人文和科學的愛好。他的父親畢業於麻省理工學院採礦工程專業，並在紐約進修過音樂課程，後來在歐洲和亞洲進行遊歷和從事礦產買賣期間學會了7種語言。他的母親曾在斯坦福大學攻讀數學和藝術專業，還是首批單獨爬上惠特尼山的登山者之一。他的父母邂逅於內華達州的一個礦產小城托諾帕。他們在結婚之後搬到了倫敦居住，並於1910年生下了他們的兒子。
威廉是他們唯一的孩子，不過他們都為此感到慶幸。還在襁褓當中的小威廉已經有非常暴躁的脾氣，他每次發怒的時候都會大聲哭喊，而且久久不能平息，他的父母也為此更換過無數個保姆和住處。他的父親在一篇日記裡提到這個孩子會「用最大的嗓音發出尖叫，還會一直用力扭動自己的身體」，根據他父親的記錄，他甚至「曾經多次嚴重咬傷了他的媽媽」。5 他還是一個非常蠻橫的孩子，無論在什麼情況下都會堅持自己的要求。他的父母最後已經完全向他投降了，他們放棄了任何管教他的嘗試，而且他在8歲以前一直都在家學習。當時他們已經搬到了帕洛阿爾托，這是他的外祖父母居住的地方。
威廉的父母深信自己的兒子是一個天才，所以他們請了劉易斯·特曼（Lewis Terman）[2] 對他進行智商評估。劉易斯·特曼是斯坦福–比奈（Standford-Binet）智商測試的發明者，而且他當時正在計劃進行一項關於天才兒童的研究。小肖克利在這個測試中得分超過120分，這個分數雖然已經是一個不錯的成績，但仍然沒有達到特曼所設定的天才標準。肖克利後來一直沉迷於智商測試，他會利用這些測試來評估求職者，甚至是同事的智商水平。他在晚年還提出了一些關於種族和遺傳智商的惡意言論，這種行為讓他的名聲蒙上了陰影。6 也許他應該從自己的人生經歷中認識到智商測試的不足之處。儘管他不是一個經過智商測試認證的天才，但他也算得上是一個相當聰明的人：他能夠跳過初中直接學習高中的課程；從加州理工學院畢業之後，他還獲得了麻省理工學院的固體物理學博士學位。他是一個思維敏捷、富有創意和志向遠大的人。雖然他喜歡表演魔術和玩惡作劇，但他從來都學不會如何友善待人。他從小就非常執著於智力水平的高低，而且養成了以自我為中心的性格，這點使得他成為一個難以相處的人，他在獲得成功之後更是如此。
肖克利在1936年從麻省理工學院畢業，這時貝爾實驗室的默文·凱利來到學校面試他，並當場為他提供了一份工作。他還向肖克利指派了一項任務：找出一種可以替代真空管的裝置，它需要比真空管更加可靠、穩定和廉價。經過了三年的研究之後，肖克利開始確信自己可以找出這個問題的答案——利用包括硅在內的固體材料取代帶有發光燈絲的真空管。「我在今天發現，半導體在理論上可以取代真空管用於製作放大器。」1939年12月29日，他在自己的實驗記錄中這樣寫道。7
肖克利擁有形象化量子理論的能力，就像是一位能夠構思舞蹈的編舞者一樣，他也可以想像出電子的運動。他的同事稱他可以看到半導體材料裡面的電子。但是如果要將這種藝術家的直覺轉化成真正的發明，肖克利還需要一位技術熟練的實驗家作為自己的搭檔，正如莫奇利需要埃克特一樣。在貝爾實驗室的大樓中有許多符合肖克利要求的人才，其中最突出的一位是來自西部的沃爾特·布拉頓，他是一個充滿活力且爭強好勝的人。他喜歡利用像氧化銅這樣的半導體化合物來製作一些精妙的裝置，例如他做過一個可以將交流電轉換為直流電的整流器，它的原理是電流只能沿著一個方向流過銅片和氧化銅之間的接觸面。
布拉頓在華盛頓州東部的一個偏僻的牧場中長大，他的童年是在牛群當中度過的。他粗糙的嗓音和粗獷的舉止會給人留下一種西部牛仔的印象——在充滿自信的同時也懂得如何自嘲。心靈手巧的他是一個天生的匠人，而且他也很喜歡設計實驗。「他可以用封蠟和回形針將不同的東西組裝起來。」他在貝爾實驗室的一位工程師同事回憶道。8 不過他也是一個懂得如何取巧的人，他會嘗試尋找解決問題的捷徑，而不是一味地進行反覆的試驗。
肖克利想出了一個利用固體材料取代真空管的方法：將柵極放入氧化銅薄片之內。布拉頓對這種方法的可行性表示懷疑。他笑著對肖克利說自己之前已經嘗試過這種方法，只是一直都無法成功做出一個放大器，但是肖克利仍然堅持要這樣做。「既然它是如此重要的話，」布拉頓最後說道，「那麼請告訴我你想怎麼把它做出來，我們會盡力而為。」9 然而正如布拉頓所預計的一樣，這種方法是不可行的。
肖克利和布拉頓還沒來得及找出試驗失敗的原因，「二戰」的爆發就把他們的研究工作打斷了。肖克利成為海軍反潛艇小組的研究主任，他的工作是分析炸彈的引爆深度，幫助提升針對德軍U型潛艇的攻擊精度。他後來還被派到了歐洲和亞洲的軍事基地，負責改進B–29轟炸機的雷達系統。布拉頓也來到了華盛頓協助海軍進行潛艇偵測技術的研究，他的主要任務是製造航空磁強計。