毕业后，蒂姆先后供职于英国的一些高技术公司，从事集成电路和系统设计，显露了他的出色才华。但这里并不是成功的沃士，因为没有足够的推动力，也没有合适的契机。

直到1984年，一个偶然的机会，蒂姆来到瑞士日内瓦，进入由欧洲原子核研究中心（CERN）建立的粒子物理实验室，从事软件工程师工作。尽管研究所不是从事计算机网络研究的专门公司，但这里的工作环境却为蒂姆的发明提供了灵感和动力。

这里，他接受了一项极富挑战性的任务。为了使欧洲各国的物理学家能通过计算机网络合作进行科学研究，实验室委托他开发一个软件，以便使分布在欧洲各国各地的物理实验室的信息可供科学家共享。

尽管当时互联网已经问世十余年，但却不普及，仍为美国政府及少数计算机专家独有。整个互联网面貌也与今日迥然不同，既没有浏览器和统一资源定位器，也没有互联网网址。

软件工程师如果想整合有用资源，就不得不连接到新的机器、学会使用某种新程序、通过一种新的数据格式获取其想要的数据，这给蒂姆的工作带来了很多的不便。

软件开发虽然不是蒂姆的本行，但强有力的诱惑促使他勇敢地接受了这个任务。

早在牛津大学主修物理时，蒂姆就不断地思索，是否可以找到一个“点”，连接千千万万台电脑，打破信息交流的传递、自主作出反应。经过艰苦努力，他编制成功了第一个高效局部存取浏览器“Enquire”。

蒂姆用这个软件将研究员们的数据库同他的电脑联接起来，他们通过自己文件上的一个词或字，便可以查找到储存在蒂姆电脑中的其它相关文件。虽然这个程序从未公布，但它却为以后万维网的发展形成了概念基础。

“Enquire”的成功激发了蒂姆的热情。蒂姆不满足于只把小范围内的计算机连接在一起实现信息共享，他雄心勃勃地希望建立一个全球范围的信息网，让全世界所有的人都来共享信息而没有存取壁垒。

基于他渊博的知识和敏锐的眼光，他意识到只有利用超文本技术即才能实现这个目标。当时，超文本技术早已出现，而且每两年就要举行一次超文本的学术会议，每次都有上百篇的有关超文本的论文，但是谁也没有想到把超文本技术用到计算机网络上来，用这个技术组织信息，实现高效率的存取。只有蒂姆机敏地抓住了这一点。

1989年3月，蒂姆向CERN递交了一份经过深思熟虑的立项建议书，建议开展研究，用超文本技术把内部的各个实验室连接起来。建议书中他还指出，这个系统建成以后，将可能扩展到全球网络。

这个建议在CERN引起轩然大波，但在最终的实施中却遇到不小的阻力。在当时现存的技术条件下，让人们凭空想象出一个虚拟的、无边际的网络世界并不是一件容易的事。况且，CERN终究只是核物理实验室而非计算机网络研究中心，虽然也有人支持，但最终提案还是没有被通过。

但是蒂姆不灰心，两个月以后，他又一次散发了他的建议书。看到蒂姆这种不屈不挠的劲头，他的一个上司终于批给他少量经费，让他买了一台NEXT计算机，也允许他用一部分时间先开发一个试验系统。蒂姆花了几个月的空闲时问NEXT上实践构想，NEXTSTEP软件开发系统的良好质量为蒂姆的设想提供了技术支持和实践空间。

经过不断的摸索和修改，在1989年的夏天，蒂姆终于开发成功了世界上第一个Web服务器和第一个Web客户机。虽然这个Web服务器事实上仅仅是CERN的电话号码簿，允许用户进入主机以查询某个研究人员的电话号码，但它却实实在在的是一个WYSIWYG（所见即所得）的超文本浏览/编辑器。

同年12月，蒂姆为他的发明正式定名为“World Wild Web”，即我们熟悉的“WWW”。1991年5月“WWW”在Internet上首次露面，立刻引起了全世界轰动并被迅速推广应用。