威廉·肖克利从小就养成了对人文和科学的爱好。他的父亲毕业于麻省理工学院采矿工程专业，并在纽约进修过音乐课程，后来在欧洲和亚洲进行游历和从事矿产买卖期间学会了7种语言。他的母亲曾在斯坦福大学攻读数学和艺术专业，还是首批单独爬上惠特尼山的登山者之一。他的父母邂逅于内华达州的一个矿产小城托诺帕。他们在结婚之后搬到了伦敦居住，并于1910年生下了他们的儿子。
威廉是他们唯一的孩子，不过他们都为此感到庆幸。还在襁褓当中的小威廉已经有非常暴躁的脾气，他每次发怒的时候都会大声哭喊，而且久久不能平息，他的父母也为此更换过无数个保姆和住处。他的父亲在一篇日记里提到这个孩子会“用最大的嗓音发出尖叫，还会一直用力扭动自己的身体”，根据他父亲的记录，他甚至“曾经多次严重咬伤了他的妈妈”。5 他还是一个非常蛮横的孩子，无论在什么情况下都会坚持自己的要求。他的父母最后已经完全向他投降了，他们放弃了任何管教他的尝试，而且他在8岁以前一直都在家学习。当时他们已经搬到了帕洛阿尔托，这是他的外祖父母居住的地方。
威廉的父母深信自己的儿子是一个天才，所以他们请了刘易斯·特曼（Lewis Terman）[2] 对他进行智商评估。刘易斯·特曼是斯坦福–比奈（Standford-Binet）智商测试的发明者，而且他当时正在计划进行一项关于天才儿童的研究。小肖克利在这个测试中得分超过120分，这个分数虽然已经是一个不错的成绩，但仍然没有达到特曼所设定的天才标准。肖克利后来一直沉迷于智商测试，他会利用这些测试来评估求职者，甚至是同事的智商水平。他在晚年还提出了一些关于种族和遗传智商的恶意言论，这种行为让他的名声蒙上了阴影。6 也许他应该从自己的人生经历中认识到智商测试的不足之处。尽管他不是一个经过智商测试认证的天才，但他也算得上是一个相当聪明的人：他能够跳过初中直接学习高中的课程；从加州理工学院毕业之后，他还获得了麻省理工学院的固体物理学博士学位。他是一个思维敏捷、富有创意和志向远大的人。虽然他喜欢表演魔术和玩恶作剧，但他从来都学不会如何友善待人。他从小就非常执着于智力水平的高低，而且养成了以自我为中心的性格，这点使得他成为一个难以相处的人，他在获得成功之后更是如此。
肖克利在1936年从麻省理工学院毕业，这时贝尔实验室的默文·凯利来到学校面试他，并当场为他提供了一份工作。他还向肖克利指派了一项任务：找出一种可以替代真空管的装置，它需要比真空管更加可靠、稳定和廉价。经过了三年的研究之后，肖克利开始确信自己可以找出这个问题的答案——利用包括硅在内的固体材料取代带有发光灯丝的真空管。“我在今天发现，半导体在理论上可以取代真空管用于制作放大器。”1939年12月29日，他在自己的实验记录中这样写道。7
肖克利拥有形象化量子理论的能力，就像是一位能够构思舞蹈的编舞者一样，他也可以想象出电子的运动。他的同事称他可以看到半导体材料里面的电子。但是如果要将这种艺术家的直觉转化成真正的发明，肖克利还需要一位技术熟练的实验家作为自己的搭档，正如莫奇利需要埃克特一样。在贝尔实验室的大楼中有许多符合肖克利要求的人才，其中最突出的一位是来自西部的沃尔特·布拉顿，他是一个充满活力且争强好胜的人。他喜欢利用像氧化铜这样的半导体化合物来制作一些精妙的装置，例如他做过一个可以将交流电转换为直流电的整流器，它的原理是电流只能沿着一个方向流过铜片和氧化铜之间的接触面。
布拉顿在华盛顿州东部的一个偏僻的牧场中长大，他的童年是在牛群当中度过的。他粗糙的嗓音和粗犷的举止会给人留下一种西部牛仔的印象——在充满自信的同时也懂得如何自嘲。心灵手巧的他是一个天生的匠人，而且他也很喜欢设计实验。“他可以用封蜡和回形针将不同的东西组装起来。”他在贝尔实验室的一位工程师同事回忆道。8 不过他也是一个懂得如何取巧的人，他会尝试寻找解决问题的捷径，而不是一味地进行反复的试验。
肖克利想出了一个利用固体材料取代真空管的方法：将栅极放入氧化铜薄片之内。布拉顿对这种方法的可行性表示怀疑。他笑着对肖克利说自己之前已经尝试过这种方法，只是一直都无法成功做出一个放大器，但是肖克利仍然坚持要这样做。“既然它是如此重要的话，”布拉顿最后说道，“那么请告诉我你想怎么把它做出来，我们会尽力而为。”9 然而正如布拉顿所预计的一样，这种方法是不可行的。
肖克利和布拉顿还没来得及找出试验失败的原因，“二战”的爆发就把他们的研究工作打断了。肖克利成为海军反潜艇小组的研究主任，他的工作是分析炸弹的引爆深度，帮助提升针对德军U型潜艇的攻击精度。他后来还被派到了欧洲和亚洲的军事基地，负责改进B–29轰炸机的雷达系统。布拉顿也来到了华盛顿协助海军进行潜艇侦测技术的研究，他的主要任务是制造航空磁强计。