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De 1981 à 1984, Tim Berners-Lee fonde la société Image Computer Systems dont il dirige les équipes techniques, avant de devenir membre du CERN où il travaillera notamment sur les systèmes temps-réel et l'acquisition de données. Durant sa mission précédente au CERN, il a conçu un programme de stockage d'informations, nommé Enquire (traduction: "Se renseigner"), qui va servir de base à ses prochains développement au sein du CERN.
En 1989, repartant de ces travaux sur Enquire, Tim Berners-Lee souhaite développer un logiciel permettant à ses utilisateurs de naviguer au sein d'un ensemble de documents "hypertexte" reliés en réseau. Cela aboutira en mars 1989 à une proposition de base de données hypertexte avec liens typés expliquée dans le document HyperText and CERN.
Prenant en compte les problèmes sont confrontés les chercheurs du CERN, qui souhaitent partager leur données au travers d'un parc de machines hétérogènes sans réel logiciel de présentation commun à tous, Tim Berners-Lee est encouragé par son responsable de l'époque Mike Sendall, qui griffonna sur le document qui lui est proposé la remarque suivante : "vague, mais excitant".
Mike Sendall propose également l'implémentation du concept sur la station de travail NeXT de Tim Berners-Lee et plusieurs noms sont alors envisagés pour le projet :
- "Information Mesh"
- "The Information Mine"
- "Mine of Information"
- et finalement "World Wide Web"
La version que nous qualifierons de "beta" du Web est alors en cours lorsque Robert Cailliau rejoint le projet et travaille sur une nouvelle version de la proposition, qu'il publiera le 12 novembre 1990. Préalablement à cette publication, Tim Berners-Lee et Robert Cailliau interviennent en septembre 1990 à la Conférence Européenne sur la Technologie Hypertexte pour y présenter leur concept de mariage du réseau Internet avec les technologies Hypertextes.
Plus décidés que jamais à poursuivre leurs efforts, Tim Berners-Lee et Robert Cailliau développent un ensemble de prototypes logiciels durant la période de Noël 1990 :
- le protocole HTTP (HyperText Transfer Protocol)
- le langage HTML (HyperText Markup Language)
- le navigateur et éditeur de pages Web WorldWideWeb
- le logiciel serveur HTTPD HTTP Daemon
- le site web http://info.cern.ch/
Le web vient de naître et la première page accessible présente le projet de Tim Berners-Lee et Robert Cailliau. Le navigateur web développé pour le système d'exploitation NeXT permet également d'accèder au contenu des Newsgroups USENET et aux serveurs FTP. L'équipe du CERN va alors demandé à Nicola Pellow de développer un navigateur multi-plateforme, nommé LMB (WWW Line Mode Browser. Fort d'un outil multi-plateforme, l'équipe de Tim Berners-Lee rajoute l'annuaire téléphonique du CERN au site web.
Le 6 août 1991, Tim Berners-Lee poste dans le groupe de news "alt.hypertext" où il présente brièvement les concepts fondamentaux du web dans un article appelé "Qualifiers on Hypertext links". Cette date est considérée comme beaucoup comme l'annonce officielle et publique du web sur le réseau Internet.
De 1991 à 1993, Tim Berners-Lee contribue aux travaux de spécifications des URI (Uniform Resource Identifier), du protocole HTTP et du langage HTML. Puis il rejoint le Laboratoire des Sciences Informatiques du MIT en qualité de Directeur du Consortium W3 en 1994. Le Consortium W3 a en charge la coordination du développement du World Wide Web en s'appuyant notamment sur des équipes du MIT et de l'INRIA (Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique).