Изобретение фотоумножителя стало возможным благодаря открытию фотоэлектрического эффекта (Г. Герц, 1887 г.) и вторичной электронной эмиссии (Виллард, 1899 г.). Первоначально был реализован однокаскадный вариант данного устройства (Х. Ямс, Б. Зальцберг, 1934 г.), но он не мог обеспечить достаточного усиления для детекции слабых источников излучения. Возможность использования нескольких усилительных динодов для преодоления этого недостатка была весьма логична, но существовала проблема последовательного фокусирования вторичных электронов на динодах. Первый многокаскадный фотоумножитель (Л. А. Кубецкий, 1934 г.) использовал магнитное поле, чтобы направлять вторичные электроны. Использование магнитного поля требовало точной подгонки параметров, и менять напряжения на динодах для изменения коэффициента усиления было достаточно сложно, поэтому вслед за магнитной фокусировкой появились концепции фотоумножителей, использующих электростатическую фокусировку (Я. Райчман, 1937 г.), они и закрепились в качестве основных. Развитие материалов фотокатода и динодов сделало фотоумножители более эффективными. Так был предложен Cs₃Sb, отличающийся более высокой квантовой эффективностью (П. Герлих, 1936 г.).