Issu d'une illustre famille, Louis de Broglie se destine d'abord aux disciplines littéraires. A 18 ans, il obtient une licence d'histoire. Puis il passe une année en droit et prépare un diplôme sur la politique française au début du XVIII^e siècle. Mais à 20 ans, il commence à s'intéresser aux sciences et il sera licencié ès sciences en deux ans. Pendant la Première Guerre mondiale, Louis de Broglie est affecté au poste radiotélégraphique de la tour Eiffel et peut se consacrer à ses recherches sur les ondes radioélectriques. Au sortir de la guerre, il rejoint son frère Maurice et l'aide dans ses travaux sur les rayons X. Ayant acquis de nombreuses connaissances pratiques, il se lance alors dans la théorisation. 
En 1911, lors du premier congrès Solvay de Bruxelles, les physiciens admettent qu'ils se trouvent dans une impasse. En 1865, la théorie de Maxwell fait de la lumière une onde nécessairement continue. Or, l'effet photoélectrique découvert par Hertz en 1887 met en œuvre des échanges d'énergie discontinus et donc remet en cause le caractère continu de la lumière. En 1905, Einstein introduit la théorie corpusculaire et avance que la lumière peut être à la fois continue et discontinue. En revanche, il ne s'explique pas dans quelles circonstances elle devient l'un ou l'autre. De Broglie entame donc ses recherches en partant du principe que les théories ondulatoire et corpusculaire ne sont pas incompatibles. Dès 1922 paraissent ses premières communications sur la mécanique ondulatoire qui seront améliorées deux ans plus tard avec sa thèse de doctorat Recherches sur la théorie des quanta. Il suppose qu'à chaque particule est associée une onde dont la longueur dépend de la masse et de la vitesse de cette particule. Cette longueur d'onde permet alors de prévoir le mouvement de la particule. Et par voie de conséquence, un flux de particules peut être diffracté comme un faisceau de lumière. Cette théorie révolutionnaire suscite à la fois l'intérêt et l'incrédulité. Mais lorsque les travaux de physiciens américains et britanniques confirment sa découverte trois ans plus tard, il obtient le prix Nobel en 1929. En 1933, il devient membre de l'Académie des Sciences et est élu à l'Académie française en 1944.  
La théorie de Louis de Broglie a sorti les sciences physiques d'un dilemme qui les faisait stagner. Elle a aussi contribué à l'élaboration de nouvelles technologies comme l'optique électronique mais a avant tout a amorcé un nouveau courant de pensée scientifique.