關於波粒二象性的提出，最早追溯於牛頓和惠更斯關於光的本性的爭論。牛頓認為光是由粒子組成，是為光的微粒說，而惠更斯則認為光是一種波動，並能夠用簡單的幾何方法解釋光的反射、折射、衍射和干涉的現象。值得注意的是，牛頓說提出的微粒是經典物理學中的粒子，並非普朗克等人發現的量子，惠更斯所提出的波動是機械波，而不是後來被發現的電磁波。
1.波動性的發展
1801年，托馬斯·楊首次報道了雙縫實驗，他演示的明暗交替的干涉圖案成為光具有波動性的明證。
衍射和干涉：波經過障礙物側邊時路徑發生彎曲，稱為衍射，它也會引起干涉條紋。一個光源發出的光波經過一個尺度與波長相近的小孔時，光就會從孔的邊緣擴展成一個大盤，這就是衍射，這是一種干涉效應。
此外，1865年，麥克斯韋提出了電磁波理論，進一步認同了光具有波動性。
19世紀物理學家都贊成光的波動說。
2.勇敢的愛因斯坦
20世紀來臨時，青年愛因斯坦重提光的粒子說（血球模型）來解釋光電效應。到了1909年，他又把新的統計漲落理論用到普朗克黑體輻射定律，並說明公式中出現的兩項對應著波粒二象性。
由於當時愛因斯坦是孤身一人的，沒有人相信他的光子說。直到1924年巴黎發生了一件出人意料的事件。
3.王子德布羅意
1923年，巴黎大學研究生德布羅意提出了一個令人吃驚的思想，認為粒子本身具有波動性。德布羅意深受愛因斯坦提出光具有波粒二象性的影響。他在1924年的博士論文中寫道：它既能解釋光電效應，同時還可以運用相應的週期性信息在不同條件下做出干涉效應（雙縫實驗）。
德布羅意提出物質波，其頻率不是指粒子內部週期運動，而是指整個時空有個伴隨著粒子的波。那麼這種波能被觀測到嗎？德布羅意的回答是肯定的，這種波不是抽象的，而是實在的。這種新的開創性思想在物理學上的一個重要後果是出現導引波的兩種速度。
德布羅意認為群速度就是粒子的速度，增強區所表現的能量、動量等力學性質平常都被看成是粒子的性質。脈衝就是許多不同頻率的波疊加而成的。
4.美妙的結論
當德布羅意寫下一些簡單的數學公式來表述與光子類比得到的思想時，他發現了更多驚人的結論。他從愛因斯坦著名公式E=MC^2出發，應用於光子得到：E=MC^2=(MC)C，接著他用了一系列代換：E=PC=Pfl，I為波長.接著再把普朗克-愛因斯坦關係E=hf帶入上式，得到：hf=Pfl，最後簡化為：h/P=l.
通過類比，德布羅意說明l=h/P不僅適用於光子和電子，也適用於所有粒子。以電子為例，其動量為：
P=MV=質量X速度
其波長可由德布羅意公式預測。
對大多數物理學家來講，這種說法實在是荒謬。在經典物理學中，電子就是純粹的粒子，這在1897年湯姆遜發現電子以來便一直都是不爭的事實。
1924年德布羅意提交名為《量子論研究》的論文時，巴黎大學考核委員會十分吃驚和困惑。委員會成員包括了大物理學家郎之萬，他事先從德布羅意處得到論文拷貝，並將它轉交給了愛因斯坦。愛因斯坦又對洛侖茲發表了自己的意見，最終委員會通過並授予德布羅意博士學位。
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