路易也为了这个发明而辗转反侧。有天晚上，答案突然在脑海中闪现，那就是缝纫机的驱动装置，用缝纫机缝衣服时，衣料“一动一停”的运动不是跟胶片传送所要求的方式很像吗？他兴奋地告诉哥哥奥古斯特，可以用类似缝纫机“压脚”那样的机械所产生的运动来拉动片带。
经试验，果然可行。后来奥古斯特在一篇文章中说：“我的弟弟在一夜之间就发明了活动电影机。”路易一开始把它做成偏心圆的形状，后来改成三角形。厂里的技工师傅于勒·卡尔邦蒂埃根据路易的图纸，把机器组装了出来。
当时法国没有透明的赛璐珞胶片，路易是用照相纸来测试的，因为透明度不够，它们实际上不能投影到银幕上。路易特地派人到美国去买了一些赛璐珞胶片回来，然后在实验室开始一系列的试验，最后终于做成了合用的片子。
1895年年初，路易改进了这一发明，并于2月13日将这种电影系统注册了专利。当时还没有名字，只是把它描述为可以连续照相和放映的机器。又过了几个星期，才取了“电影机”这个名字。
专利是卢米埃尔兄弟两个人联名拥有的，那只是因为他们习惯这样，不管那项工作是谁完成的。一次，卢米埃尔一家去布列塔尼的一个小岛游玩，兄弟俩还在一个山洞中时，涨潮了，他们被海水堵在山洞里。两兄弟认为自己必死无疑，发誓永不分离。自此之后，他们真就这样做了，干什么都在一起，就像一对孪生兄弟。所以尽管事实上路易是电影机的唯一发明人，就如同奥古斯特其实是其他某些发明的唯一发明人一样，但都是两个人一起署名。
1895年3月19日，路易在楼房外边的工厂锅炉房窗户前架起了机器，开拍第一部电影：《工厂的大门》（《工人离开卢米埃尔工厂》），头戴羽帽、腰系围裙的女工们和推着自行车的男工人相继走出大门。由于那时候镜头的透光率不好，路易需要很强的日光，所以选择在中午时分拍摄。
当年这个架设摄影机的地方，如今被卢米埃尔博物馆郑重地辟为“摄影机之处”，以示纪念。当年拍摄《工厂的大门》的圣·维克多街，于1929年被命名为“首部电影街”。而当年工人们走出厂门的地方，是今天卢米埃尔学院电影放映厅的入口，它是经过修复的首部电影摄影棚的延伸。摄影棚是电影历史上的第一个布景，曾作为远景出现在《工厂的大门》中，1995年被列为历史遗迹。而卢米埃尔摄影机更属于文化的遗迹，神圣如耶稣裹尸布一样，被恭放在卢米埃尔博物馆一层的展览大厅，供人瞻仰。
1895年3月22日，路易在巴黎全国工业促进会作演示，介绍活动视像和彩色照片样品，第一次放映了影片《工厂的大门》。这是“活动摄影”首次在大银幕上放映，但只是作为学术成果而已。到年底的12月28日在巴黎作首次商业放映时，才被公认为电影诞生的日子。作为专利的联名者，卢米埃尔兄弟一起被称为“电影之父”。
有意思的是，法国人讲“histoire du cinema”（电影史），美国人用“histoire du film”（影片史）。这种语言和概念上的距离在追溯电影起源时会带来不可避免的分歧。
