Після смерті батька, сім'я Діксона вирішила повернутися до Великої Британії.
Діксон захоплювався наукою і механікою і сподівався працювати в лабораторії відомого американського винахідника Томаса Едісона. Коли сім'я переїхала в США, Вільям Діксон отримав бажану роботу в компанії Едісона.
Займався розробкою фонографа, але також цікавився «рухомими картинками». Деякі з його ідей були реалізовані, наприклад, 35 мм стандарт для кіноплівки, склад емульсії для плівки і ін.[1]
Відомий також як винахідник мутоскопа (пристрій, що нагадує барабан, усередині якого встановлювався диск з фотографіями; при обертанні диска фотографії «оживали»). В 1893 у Діксон допрацював свій винахід і пішов від Едісона, щоб розпочати власну справу.