Der Aufbau einer Elektrizitätsversorgung in Großstädten begann in Deutschland Ende des 19. Jahrhunderts und damit etwa 50 Jahre später als die Gasversorgung, die bereits Anfang des 19. Jahrhunderts zur Beleuchtung von Großstädten beitrug.

Entdeckung der Elektrizität Im Jahr 1600 bemerkt William Gilbert in einem Werk über den Magnet, dass Bernstein und andere Körper nach dem Reiben leichte Körperteilchen anziehen. Otto von Guerike zu Magdeburg (1602–1682), Erfinder der Luftpumpe, konstruierte auch eine Elektrisiermaschine und wies die elektrische Abstoßung nach.

1727 machte der Engländer Stephen Gray die Entdeckung, dass auch Metalle und andere Körper, die man bis dahin nicht elektrisch machen konnte, elektrisiert werden können, wenn sie an seidenen Fäden hängen oder auf Glas ruhten; er erkannte hiermit den Unterschied zwischen Leiter und Nichtleiter.

Um 1773 unterschied Charles du Fay zwei Elektrizitäten und zeigte, dass Körper mit gleicher Ladung sich abstoßen und solche mit ungleicher Ladung sich anziehen.

1745 erfand der Domdechant Ewald Georg von Kleist in Pommern den ersten elektrischen Kondensator, die Kleistsche Flasche. Dieselbe Erfindung machte einige Zeit später Cunäus in Leiden (daher auch Leidener Flasche).

Die Vermutung, dass Blitz und Donner Wirkung einer elektrischen Entladung seien, wurde zuerst von Benjamin Franklin ausgesprochen, der auch das Drachenexperiment für den Nachweis vorschlug. Er erfand auch den Blitzableiter.

Luigi Galvani (1789) und Alessandro Volta wiesen nach, dass durch Elektrizität Muskelkontraktionen ausgelöst werden können. Diese neu entdeckte physiologische Wirkung der Elektrizität wurde historisch als Galvanismus bezeichnet. Letzterer ist auch der Erfinder der Batterie. Der Galvanismus lenkte die Aufmerksamkeit weg von der bisher studierten elektrischen Ladung zum elektrischen Strom.

Edmund Davy (1785–1857) war ein Pionier der Elektrochemie und führte eine Reihe von Versuchen durch, um mit Hilfe von Strom Metallsalze, insbesondere Giftstoffe wie Arsen, aus einer Lösung zu extrahieren.

1820 entdeckte Hans Christian Ørsted in Kopenhagen den Elektromagnetismus. André-Marie Ampère wies 1820 die gegenseitige Einwirkung elektrischer Ströme nach. 1827 entdeckte Georg Simon Ohm das nach ihm benannte Ohmsche Gesetz. Michael Faraday entdeckte 1831 die Induktion, den Elektromagnetismus und den Diamagnetismus. 1833 erfanden Carl Friedrich Gauß und Wilhelm Eduard Weber den Magnetometer.

Moritz Hermann von Jacobi entdeckte 1838 die Galvanoplastik. Er entwarf 1834 auch den ersten praxistauglichen Elektromotor (einen Gleichstrommotor). 1838 fuhr das erste elektrisch angetriebene Boot (Jacobi-Boot).

Werner von Siemens entdeckte 1867 das dynamo-elektrische Prinzip. Diese Entdeckung war für die Entwicklung praxistauglicher elektrischer Generatoren von entscheidender Bedeutung.

1864 beschrieb James Clerk Maxwell Phänomene des Elektromagnetismus mit den Maxwell-Gleichungen. Heinrich Hertz (1857–1894) zeigte elektromagnetische Wellen im Experiment.

1877 erfand Graham Bell das Telefon.

Beginn der Elektrizitätsversorgung Mit dem von Werner Siemens entwickelten elektrischen Generator (1866) auf der Grundlage des von ihm wissenschaftlich begründeten dynamoelektrischen Prinzips wurde eine städtische und industrielle Elektrizitätsversorgung möglich. Elektrische Energie, die jetzt in großem Umfang produziert werden konnte, ermöglichte wiederum die Verwendung des flexibel einzusetzenden Elektromotors, der gemeinsam mit den Verbrennungsmotoren die Dampfmaschine ablöste und die zweite industrielle Revolution einleitete. Elektrische Energie kann unter sehr geringen Verlusten über weite Strecken transportiert werden. Dies ermöglichte erstmals die Nutzung von Wind- und Wasserenergie an entlegeneren Standorten und machte auch die Nutzung fossiler Energien effizienter, da diese nicht mehr unbedingt an den Nutzungsort transportiert werden musste.

Eine der ersten Anwendungen des Elektromotors ist die Elektrische Eisenbahn. Bereits 1879 präsentierte Werner von Siemens auf der Gewerbe-Ausstellung in Berlin eine elektrische Lokomotive, die 3 Personenwagen zog. In den Jahren darauf baut die Firma Siemens & Halske die ersten elektrischen Eisenbahnlinien in Deutschland. 1892 fuhren in Deutschland und Österreich-Ungarn 15 elektrische Bahnen und ca. 260 Motorwagen.

Die städtische Elektrizitätsversorgung begann mit der Erfindung der Glühbirne durch Thomas Alva Edison, die er der Welt auf der Elektrizitäts-Ausstellung in Paris im Jahre 1881 präsentierte. Edison präsentierte nicht nur ein Leuchtmittel, sondern ein erstes komplettes Versorgungssystem mit Fassungen, Umschaltern, Schmelzsicherungen, Lampenträgern und allem, was zur Installation gehört, sowie auch allem, was zur Stromerzeugung, Verteilung und Messung nötig war.

Die Präsentation machte großen Eindruck. Weitschauend entschied der deutsche Ingenieur Emil Rathenau, die Rechte für die Nutzung der Erfindung in Deutschland zu erwerben. 1883 gründete er die Deutsche Edison-Gesellschaft für angewandte Elektrizität als Aktiengesellschaft unter seiner Leitung. Der Vertrag sah unter anderem eine Interessenabgrenzung und begrenzte Zusammenarbeit mit Werner von Siemens vor. 1887 gelang es Rathenau, sich von der amerikanischen Edison-Gesellschaft zu lösen und das Kapital auf 12 Millionen Mark aufzustocken. Die Deutsche Bank und Siemens stiegen als Kapitaleigner in das nun als Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft (AEG) firmierende Unternehmen ein. Rathenaus expansive Unternehmenspolitik leitete den Aufstieg der AEG ein, so dass diese bereits Ende des 19. Jahrhunderts Siemens als führenden Elektrokonzern nahezu überflügelte und Anfang der 1890er Jahre zu einem international operierenden Konzern mit rund 3000 Arbeitern und Angestellten geworden war.

mini|Erste Synchronmaschine von Haselwander mit dreiphasigem Stator und vierpoligem Rotor (Polrad), heute im Deutschen Museum München Der erste Dreiphasen-Synchrongenerator wurde 1887 von dem deutschen Erfinder Friedrich August Haselwander gebaut, ein Patentantrag im selben Jahr wurde zunächst abgelehnt, dann aber 1889 anerkannt. Jedoch wurde von großen Elektrounternehmen, die die Bedeutung der Erfindung erkannten, Einspruch gegen die Patenterteilung eingelegt und der Streitwert für einen Rechtsstreit auf 30 Millionen Mark veranschlagt, den Haselwander für sich nicht riskieren konnte. Haselwander war als Oberingenieur bei Wilhelm Lahmeyer & Co in Frankfurt am Main tätig und übertrug der Firma sein Patent. Als 1892 die AEG Lahmeyer übernahm, verlor Haselwander damit seine Patentrechte.

1888 erfand Nikola Tesla unabhängig und zeitgleich mit Galileo Ferraris und Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski das für die effiziente Stromverteilung fundamentale Drehstromprinzip.

Emil Rathenau holte 1887 Michail von Dolivo-Dobrowolsky ins Unternehmen, der als Chefingenieur der Drehstromtechnik zur praktischen Anwendung verhalf, indem er den ersten funktionsfähigen Drehstrommotor erfand. 1891 gelang Miller und Dobrovolski anlässlich der Internationalen Elektrotechnischen Ausstellung in Frankfurt am Main nachweislich die Übertragung von Drehstrom über eine größere Strecke: Der in einem Kraftwerk in Lauffen am Neckar erzeugte Strom wurde über die 175 Kilometer lange Drehstromübertragung Lauffen–Frankfurt transportiert, wo er auf dem Ausstellungsgelände 1000 Glühlampen speiste und einen künstlichen Wasserfall antrieb. Dieser Erfolg war der Beginn der allgemeinen Elektrifizierung mit Wechselstrom im Deutschen Reich und verhalf der AEG zum wirtschaftlichen Erfolg.

1883 wurde die weltweit erste sogenannte Zentralstation in New York errichtet. In Deutschland begann die flächendeckende Elektrizitätsversorgung im Jahr 1884 mit der Gründung der Aktiengesellschaft „städtische Elektrizitätswerke“ (später B.E.W., dann BEWAG) in Berlin. Gründer war der Elektrokonzern AEG. Auch in anderen Großstädten gab es ähnliche Gründungen, die ebenfalls durch private Unternehmen erfolgten. Die Städte erteilten an die privaten Elektrizitätsversorger eine Konzession für die Nutzung der städtischen Wege und besteuerten dafür Strom- (und Gas-)absatz mit einer Konzessionsabgabe. Wenig später stiegen die Kommunen jedoch selbst in die Stromversorgung ein. Bereits im Jahr 1902 verfügte sogar das kleine Städtchen Quedlinburg über ein städtisches Elektrizitätswerk mit zwei 120 PS Leuchtgasmotoren, die aus eigener Gasproduktion gefahren wurden. Da die elektrische Beleuchtung zunächst deutlich teurer war als die bis dahin gebräuchliche Gasbeleuchtung wurde sie vorrangig für repräsentative Orte eingesetzt. Die deutschen Zentralstationen basierten um 1900 noch mehrheitlich auf Gleichstrom. Erste Versuche mit Diesel-Kraftwerken begannen 1908 im Rangierbahnhof Wustermark (Diesel der Maschinenbauanstalt BreslauEisenbahnwesen der Gegenwart (1911), II, 147, Hobbing, Berlin, 1911).

Konzerne und Kartelle Drehstrom machte die Übertragung von Strom über weite Strecken möglich. Schon sehr früh entwickelte der Unternehmer Hugo Stinnes somit die Vision einer deutschlandweiten Stromversorgung, die auch andere Unternehmer wie den gleichaltrigen Walter Rathenau in Bann zog.

1898 wurde RWE als Rheinisch-Westfälisches Elektrizitätswerk AG als Stadtwerk in Essen gegründet. Unter Hugo Stinnes expandierte RWE rasch zur Überlandzentrale durch niedrige Preise und Ausweitung des Absatzes. Stinnes’ Erfolgsrezept beruhte auf Verstromung der Steinkohle am Standort, gleichmäßigem Absatz seiner Steinkohle und Verringerung der Lastspitzen seiner Kraftwerke. Unter Beteiligung der Kommunen als Finanzierer und Absatzmarkt stieg RWE bis 1914 zu einem der größten Stromversorger im Kaiserreich auf. 1914 ging RWE mit dem Goldenbergwerk zur Verstromung der Braunkohle im Großkraftwerk über.

Dem Expansionsbestreben der RWE setzte das von Emil Rathenau aufgebaute Imperium, die Allgemeine Elektricitätsgesellschaft (AEG), Grenzen. Dieser Manager verfolgte auf Basis zugekaufter Patente und aggressiver Absatzstrategien eine aggressive Expansionsstrategie und stieg risikobereit in zukunftsträchtige Märkte ein. Auch er wollte als Sieger im Rennen den gesamten deutschen Markt beliefern. Sein Sohn und Nachfolger in spe Erich Rathenau war seit 1901 im Vorstand des Unternehmens. Sein anderer Sohn Walther Rathenau war seit 1899 international für die Errichtung aller Zentralstationen der AEG zuständig und errichtete solche in Manchester, Amsterdam, Buenos Airos und Baku.

Der dritte Großkonzern im deutschen Elektrizitätsmarkt war Siemens & Halske. Daneben gab es andere große Unternehmen wie die Union-Elektricitätsgesellschaft in Berlin, die Helios-Gesellschaft in Köln, die Firma Kummer in Dresden, Schuckert in Nürnberg.

Mit der Jahrhundertwende zeichnete sich jedoch eine Sättigung im Elektrizitätsmarkt ab. Nach wie vor wollten die Kommunen ihre Versorgung ausbauen, doch plötzlich waren mehr Anbieter da als benötigt wurden und ein radikaler Preiswettbewerb setzte ein. In den ersten Jahren des 20. Jahrhunderts gingen von 52 Aktiengesellschaften in der Elektroindustrie 15 bankrott und von 156 Millionen Mark an der Börse in die Elektroindustrie investiertem Kapital mussten 27 Millionen Mark abgeschrieben werden.