А. Н. Лодыгин родился 18 октября 1847 года в имении родителей в Тамбовской губернии. По семейной традиции ему готовилась военная карьера. Для получения среднего образования он был отдан в Воронежский кадетский корпус, в котором обучался до 1865 года. По окончании Кадетского корпуса д. Н. Лодыгин прошел курс обучения в Московском юнкерском училище и был произведен в подпоручики, после чего началась его армейская служба. Наличие несомненных инженерных способностей отвлекло А. Н. Лодыгина от военной карьеры. Прослужив обязательный срок, он вышел в отставку и никогда более не возвращался в армию. Начав после выхода в отставку работу на заводах, А. Н. Лодыгин занимался построением летательных аппаратов. В 1870 году им была разработана конструкция летательного аппарата тяжелее воздуха, и он предложил ее Комитету национальной обороны в Париже для использования в условиях происходившей в это время франко — прусской войны. Его предложение было принято: он был вызван в Париж для построения и испытания его аппарата. Но как только Франция потерпела поражение в войне, от этой затеи отказались, и А. Н. Лодыгин вернулся в Россию после безуспешного пребывания за границей.
В России А. Н. Лодыгин очутился в тяжелом материальном положении и был вынужден принять первую попавшуюся работу в Обществе нефтяного газа «Сириус». Он начал там работать техником, занимаясь в свободное время разработкой ламп накаливания. Этой технической проблемой он увлекся в связи с работой над построением летательного аппарата, для освещения которого такой источник света был более пригоден, чем какой?либо другой.
После возвращения из Парижа он начинает слушать лекции в Петербургском университете, стараясь ближе ознакомиться с новейшими течениями научной мысли в области учения об электричестве.
К концу 1872 года А. Н. Лодыгин располагал несколькими экземплярами ламп накаливания, которые можно было публично Демонстрировать. Ему удалось найти прекрасных механиков в лице братьев Дидрихсон, из которых один — Василий Федорович Дидрихсон — собственноручно изготовил все конструкции ламп накаливания, разрабатывавшиеся А. Н. Лодыгиным, внося при этом уже во время изготовления ламп существенные технологические усовершенствования.
А. Н. Лодыгин в первых своих опытах производил накаливание током железной проволоки, затем большого числа мелких стерженьков из кокса, зажатых в металлических держателях. Опыты с железной проволокой были им оставлены как неудачные, а накаливание угольных стерженьков показало, что таким методом можно не только получить более или менее значительный свет, но и разрешить одновременно другую очень важную техническую проблему, носившую в то время название «дробления света», т. е. включения большого числа источников света в цепь одного генератора электрического тока. Последовательное включение стерженьков было очень простым и удобным. Но накаливание угля на открытом воздухе приводило к быстрому их перегоранию. А. Н. Лодыгин построил в 1872 году лампу накаливания в стеклянном баллоне с угольным стерженьком. Его первые лампы имели по одному угольному стержню в баллоне, причем из баллона воздух не удалялся: кислород выгорал при первом накаливании угля, а дальнейшее накаливание происходило в атмосфере остаточных разреженных газов.
Уголек имел продолжительность горения приблизительно 30 минут, воздух проникал внутрь колбы и ускорял перегорание угля.
Лампа этой конструкции была негодной для практического применения. В 1873 году была построена лампа, более усовершенствованная с точки зрения продолжительности службы. Она содержала два угольных стерженька, из которых один горел в течение 30 минут и выжигал кислород, после чего второй стерженек горел в течение 2 часов. Эта лампа демонстрировалась А. Н. Лодыгиным в 1873 и 1874 годах.
В Технологическом институте и других учреждениях А. Н. Лодыгин прочел много лекций об освещении лампами накаливания. Эти лекции привлекали большое число слушателей. Но историческое значение имела установка электрического освещения лампами накаливания, устроенная А. Н. Лодыгиным осенью 1873 года на Одесской улице в Петербурге. Вот как описывает это устройство инженер Н. В. Попов, лично присутствовавший на этих демонстрациях: «На двух уличных фонарях керосиновые лампы были заменены лампами накаливания, изливавшими яркий белый свет. Масса народа любовалась этим освещением, этим огнем с неба. Многие принесли с собой газеты и сравнивали расстояния, на которых можно было читать при керосиновом освещении и при электрическом. На панели между фонарями лежали провода с резиновой изоляцией, толщиной в палец…»
Эти опыты стали первым случаем публичного применения лампы накаливания.
В 1875 году была построена более совершенная конструкция ламп накаливания.
Демонстрирование освещения с помощью ламп Лодыгина в Адмиралтейских доках в 1874 году показало, что морское ведомство может получить большую пользу от применения освещения лампами накаливания во флоте. Среди научных и промышленных кругов интерес к работам А. Н. Лодыгина после этого сильно возрос. Академия наук присудила ему Ломоносовскую премию, подчеркнув этим научную ценность его трудов. Блестящие успехи А. Н. Лодыгина привели к тому, что вокруг него стали группироваться предприниматели, заботившиеся не столько об усовершенствовании лампы, сколько о возможных прибылях. Это и погубило все дело. «Изобретение Лодыгина вызвало большие надежды и восторги в 1872–1873 гг. Компания, составившаяся для эксплуатации этого совершенно невыработанного и неготового способа, вместо энергичных работ по его усовершенствованию, на что надеялся изобретатель, предпочла заняться спекуляциями и торговлей паями в расчете на будущие громадные доходы предприятия. Понятно, что это был самый надежный, совершенный способ погубить дело, — способ, который не замедлил увенчаться полным успехом. В 1874–1875 гг. об освещении Лодыгина не было более разговоров», — писал современник.