Ils se jurent alors de consacrer leur vie à la recherche et de rester toujours ensemble. Ce serment fut tenu puisqu'à la fin de leur vie, ils ont déposé plus d'une centaine de brevets d'invention et ne se sont pratiquement jamais séparés.

S'inspirant du kinétoscope de Thomas Alva Edison et de William Dickson, Louis et Auguste Lumière imaginèrent plusieurs procédés complémentaires : ils mirent ainsi au point dès l'été 1894 une caméra "réversible", permettant la prise de vues et la projection sur un écran.

La Sortie des usines Lumière fut projeté en public pour la première fois le 28 décembre 1895, au "Grand Café" du boulevard des Capucines à Paris. Il est considéré comme le premier film réalisé. Les frères Lumière tournèrent d'autres courts métrages la même année, notamment l'Arrivée du train en gare de La Ciotat, l'Arroseur arrosé (ou le Jardinier) et le Repas de bébé.

La société Lumière produisit une grande quantité de films qui firent l'objet de séances de projection payantes en France et dans de nombreux pays. La constitution d'un important catalogue de "vues animées", tournées à l'origine par Louis Lumière lui-même, puis par des opérateurs (également projectionnistes) envoyés dans le monde entier, favorisa la vente du matériel malgré la concurrence des autres fabricants. Les frères Lumière furent également à l'origine des premières actualités filmées et des premiers documentaires.

Pourtant, malgré la richesse de son catalogue (plus de mille titres dès 1898), la société abandonna l'exploitation en salle de ses propres films dès 1901 et cessa de produire de nouvelles bandes en 1907. Détenteurs de brevets dans des domaines très divers, les deux frères délaissèrent le cinéma, Louis revenant à la photographie avec notamment le procédé "autochrome" de clichés en couleurs, mis au point en 1903, et poursuivant parallèlement des recherches sur la stéréoscopie (l'impression du relief) par anaglyphes.

1873 : Création d'une salle d'asile, rue de Lorraine, qui permettait de garder des enfants.

1910 : L'ancienne école des Jésuites se transforme en école primaire supérieure.

1936 : Les sections industrielles rejoignent l'école nationale d'horlogerie.

1953 : Le collège change de nom, il s'appellera désormais "Collège Louis et Auguste Lumière".

1956 : Le collège Lumière devient collège technique.

1964 : L'établissement devient collège d'enseignement secondaire après le transfert du collège technique à Palente.

1997 : Le bâtiment "C" est détruit en raison d'un risque d'éboulement.