Desenvolve o telégrafo sem fio com base nessas pesquisas. Consegue enviar mensagens pelo ar de uma estação que constrói na casa do pai, em Bolonha, no norte da Itália, em 1894. O invento não entusiasma o governo italiano, e Marconi acaba por patenteá-lo na Inglaterra.
Em 1898 funda em Londres a Marconi Wireless Telegraph Co. e transmite sinais do Canal da Mancha para a França. Em 1901 atravessa o Atlântico e atinge diversos países com suas transmissões. Cria mais tarde o equipamento de rádio para ondas curtas que permite a comunicação entre navios e aviões.
Em 1909 recebe o Prêmio Nobel de Física. Entre suas invenções, além do telégrafo e do rádio de ondas curtas, estão o auto-alarme e as ondas UHF (ultrahigh-frequency) para comunicação a curtas distâncias. Simpatizante do fascismo, ocupa o cargo de pesquisador científico do governo de Benito Mussolini nos anos 30. Morre em Roma.