Nos anos 1940, décadas antes das redes de telemóveis se tornarem ubíquas, as tecnologias de telemóvel foram desenvolvidas para usos limitados, incluindo departamentos de polícia, operadores de frotas de camiões e militares. O primeiro dispositivo portátil a fazer uma chamada telefónica sobre redes celulares só seria inventado em 1973. Mas os anos 1940 viram um grande salto no desenvolvimento da tecnologia de telemóvel, que usava serviços de radiotelefone. As tecnologias de rádio usadas pelos militares na Segunda Guerra Mundial ajudaram a pavimentar o caminho para os telemóveis modernos.
Já nos anos 1920, os Laboratórios Bell e a Marconi Company estavam a experimentar sistemas telefónicos para veículos motorizados, e os Bell Labs inventaram o primeiro telefone de rádio bidirecional baseado em voz em 1924, segundo uma história da rádio móvel da Comissão Federal de Comunicações. A tecnologia foi finalmente concluída em junho de 1946 quando um condutor em Saint Louis, MO pegou num auscultador localizado debaixo do painel do seu veículo e completou uma chamada - a primeira chamada telefónica móvel da história.
As primeiras redes de telemóvel dos anos 1940 serviam apenas um pequeno número de pessoas. Em 1948, havia serviços de telemóvel em quase 100 cidades e autoestradas nos EUA. Tipicamente, estes serviços eram usados por empresas de utilidades, operadores de frotas de camiões e até alguns jornalistas, segundo a história corporativa da AT&T. No entanto, uma área metropolitana inteira tipicamente tinha um único transmissor numa torre central, com apenas alguns canais disponíveis para encaminhar chamadas de telemóvel. No máximo três pessoas numa cidade inteira podiam fazer uma chamada ao mesmo tempo usando esta tecnologia.
Entre os primeiros rádios bidirecionais portáteis desenvolvidos estava o SCR-536, desenhado para tropas terrestres durante a Segunda Guerra Mundial. A Galvin Manufacturing, que mais tarde mudou o nome para Motorola, inventou o dispositivo. O SCR-536 de 2,5 kg oferecia até 15 horas de autonomia de bateria, e o seu alcance era entre 100 metros e 1,6 km. Para operar o SCR-536, um operador de rádio estendia a antena no dispositivo, pressionava o interruptor de pressionar-para-falar e falava no microfone. Esta rádio de campo foi usada com sucesso durante a Batalha de Guadalcanal, e em 1944 o SCR-536 estava em uso generalizado em todo o Corpo de Fuzileiros Navais dos EUA.
A investigação mais antiga por trás de redes celulares começou durante os anos 1940. Num artigo de 1945 para o Saturday Evening Post, intitulado "Phone Me by Air", o Comissário da FCC E.K. Jett foi citado a falar sobre reutilizar frequências de rádio para "sistemas de zona pequena", que permitiriam que as frequências fornecessem entre 70 e 100 canais - metade a serem usados simultaneamente para chamadas de telemóvel na mesma área sem interferência. Em 1947, os Bell Labs desenvolveram o conceito de telefonia de rádio celular, que dependia de chamadas sendo passadas entre diferentes estações de célula e reutilizando frequências para permitir muitas chamadas na mesma área. Mais tarde, Bell Labs, Ericsson, Nokia e Motorola iniciaram o desenvolvimento das tecnologias de rede celular.
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