1873年8月26日，李·德福雷斯特出生于美国中西部爱荷华州，他从小就很少与人交往，养成了较孤僻的性格。孩提时期的德福雷斯特并不出众，被老师认为是个平庸的孩子。他平时唯一的喜好是拆装各种机械小玩意。由于他的坚持，13岁便发明了好几种小机器。虽然父亲希望儿子将来成为一名牧师，但德福雷斯特暗自决定以科学研究作为自己一生的奋斗目标。20岁那年，他考取了耶鲁大学谢菲尔德理学院的奖学金，班上的同学都叫他“学校里最平庸、最神经质的学生”，除了电学，特别是电磁波传播之外，他似乎对其他事情都不感兴趣。由于奖学金很少，德福雷斯特不得不经常打工。
毕业后的德福雷斯特本应留在大学任教，但有一件事情却改变了他的人生轨迹。
1899年秋，德福雷斯特正在撰写博士论文《平行导线两端赫兹波的反射作用》，其内容可能是当时美国所有大学里第一篇涉及无线电波的文章。在此期间，一年一度的国际快艇比赛就要在纽约揭开序幕，这一届盛大赛事因意大利无线电发明家马可尼的来访显得黯然失色。连篇累牍的宣传报道，把马可尼将要进行无线电表演的消息搅得沸沸扬扬。
那天清晨，马可尼准时登上了停泊在港口的一艘军舰，及时地把比赛的消息用无线电报拍发回来。整整5个小时，《纽约先驱论坛报》的总部收到了马可尼发来的四千多字的新闻报道，使美国新闻记者们大开眼界，叹为观止。
观众簇拥着马可尼走下军舰，热情的人们要求“无线电之父”马可尼在港口为他们做一次现场演示。德福雷斯特自然也在围观的人群中，他大胆走到马可尼的身后，仔细研究起无线电设备来。马可尼毫无保留地向青年学生讲解了无线电发报机的原理，并且告诉他，由于“金属屑检波器”的灵敏度太差，严重影响收发效果。正是与马可尼的这次谈话，使德福雷斯特立下了发明创新的宏图大志。
毕业后，德福雷斯特首先在芝加哥西方电气公司实验室工作，不久便发明了电解检波器和交流发射机。1902年，他在纽约泰晤士街租了间破旧的小屋，创办了德福雷斯特无线电报公司，一心一意想要发明出更先进的无线电检波装置。同时，他也要以自己的发明，向美国公众展示无线电应用前景。
就在研究进展不太顺利的时候，英国人弗莱明发明真空二极管的消息传来，像闪电一般照亮了他前行的道路。德福雷斯特再也坐不住了，他一路小跑穿街走巷，选购玻璃管，添置真空抽气机，为自制电子管寻找材料。他一边跑还一边思考，等到材料凑齐，设计方案也基本构思成熟。他选择了一段白金丝制作灯丝，在灯丝附近安装了一小块金属屏板，把玻璃壳抽成真空通电后，果然也“追寻”到电子的踪迹。德福雷斯特不愿就此中止有趣的试验。他沉思了一会，突然抓起一根导线，弯成“Z”型，小心翼翼地把它安装到灯丝与金属屏板之间的位置。这根导线，或许他想用来同时接收灯丝发射的电子，或许还想派上其他什么用途。殊不知他装上的这根小小的导线，竟会影响到20世纪电子技术的发展进程。
德福雷斯特极其惊讶地发现，Z型导线装入真空管内之后，只要把一个微弱的变化电压加在它的身上，就能在金属屏板上接收到更大的变化电流，其变化的规律完全一致——德福雷斯特发现的正是电子管的“放大”作用。后来，他又把导线改用像栅栏形状的金属网，于是，他的电子管就有了三个“极”——丝极、屏极和栅级，其中那个栅极承担着控制放大电信号的任务。1907年，德福雷斯特向美国专利局申报了真空三极管（电子管）的发明专利。真空三极管诞生了。
真空三极电子管的发明和应用在电子技术史上具有划时代的意义，它为通信、广播、电视、计算机等技术的发展铺平了道路，并奠定了近代电子工业的基础。
德福雷斯特是一位多产的发明家，一生获得了多达300项专利。除了电子管之外，他的发明还包括在电影胶片边缘录制声音的技术，医学上使用的高频电热理疗机等。但德福雷斯特在商业上却屡屡失败，技术发明并没有给他带来什么经济效益，许多重要的专利都以低价卖给了美国电话电报公司，就连电子管放大器的专利，也只卖了39万美元。但是，他的发明却为他赢得了“无线电之父”、“电视始祖”和“电子管之父”的称号。
德福雷斯特因为发明了三极管，所以他也被称为“无线电之父”，但在他的研制初期，他的日子是艰难竭蹶的。有一个时候，他为了给此项发明筹措多一些的现金，使用了欺骗人的邮件，从而被捕入狱。像许多发明家一样，他不是一个很成功的生意人。他常常忙于诉讼，他的钱财是左手进右手出的。然而，掌握着九百亿美元电子工业的德福雷斯特三极管保持了整整一代的发明地位，直到肖克利晶体管的问世，才使它相形失色。