Nach den Grundsätzen, die Siemens sein ganzes Leben hindurch bewahrt hat, richtete er schon bei der Verlegung dieser ersten größeren Linie eine äußerst sorgfältige Kontrolle der Leitungsfähigkeit ein. Halske hatte zu diesem Zweck Galvanometer angefertigt, deren Empfindlichkeit weit über all das hinausging, was man bisher besessen hatte. Als hiermit Leitungsstücke geprüft wurden, zeigte sich, daß der Stromdurchgang nicht in der Weise stattfand, wie man es erwarten durfte und bisher bei allen Leitungen beobachtet hatte. Es trat eine Verzögerung des Stroms beim Durchlaufen der Leitung ein. Wenn die Batterie am Anfang der Leitung eingeschaltet wurde, zeigte sich ihre Wirkung nicht sogleich am anderen Ende, sondern diese trat verzögert, dann auch noch schwach auf und wuchs erst allmählich zu voller Höhe an. Werner deutete diese höchst seltsame Erscheinung alsbald richtig als elektrostatische Ladung der Kabel.
Ein Kabel stellt nämlich, richtig betrachtet, nichts anderes dar als eine Leydener Flasche. Der Leitungsdraht selbst ist die innere Belegung, die Isolation die trennende Zwischenschicht (das Diëlektrikum, das bei der Flasche durch das Glasgefäß gebildet wird), und die Erde oder das vom Draht durchzogene Wasser stellen die äußere Belegung dar. Eine Leydener Flasche hat nun die Eigenschaft, sich, wenn sie an Spannung gelegt wird, aufzuladen. Sie nimmt ein Quantum elektrischer Energie in sich selbst auf und hält es fest. Bei den Kabeln, die Siemens auch demzufolge Flaschendrähte genannt hat, ist nun die Aufnahmefähigkeit infolge ihrer großen Ausdehnung sehr groß, und so wird die elektrostatische Aufladung als Verzögerung des Stromdurchgangs bemerkbar.
Durch diese Verzögerung ist es unmöglich, schnell nacheinander Stromstöße durch sehr lange Kabel zu schicken. Hätte Siemens nicht schon im Jahre 1849 die auftretenden Ladungserscheinungen entdeckt, so wäre man bei der ersten Benutzung der durch die Meere verlegten Kabel wahrscheinlich in die allergrößte Verlegenheit geraten. Denn durch diese ist bis zum heutigen Tag kein telegraphischer Verkehr nach gewöhnlicher Methode möglich. Nur mit ganz schwachen Strömen und mit Hilfe höchst empfindlicher Einrichtungen kann über ein langes Kabel verkehrt werden.
Bei der Frankfurter Linie wurde es ferner notwendig, für die oberirdisch geführte Leitung Blitzableiter zu erfinden, wie sie heute an allen oberirdisch laufenden Telegraphenlinien auf der ganzen Erde gebraucht werden, und klar deutete Siemens die in einer gewissen Periode auftretenden, sonst ganz unerklärlichen Störungen in der Leitung als magnetische Einflüsse, die von den damals gerade sehr lebhaft auftretenden Nordlichtern hervorgerufen wurden. Vorher hatte man noch niemals den Zusammenhang zwischen solchen elektrischen Vorgängen in der Atmosphäre und Störungen in den Leitungen erkannt.
Der glänzende Erfolg, den die Frankfurter Telegraphenlinie hatte, führte dazu, daß Siemens sogleich einen weiteren großen Auftrag erhielt, nämlich den, eine Leitung von Berlin nach Köln und dann weiter an die belgische Grenze bis Verviers zu verlegen. Auch hier wurde er aller Schwierigkeiten rasch Herr, und als der Anschluß an die inzwischen gebaute belgische Telegraphenlinie in Verviers erreicht war, erhielt er eine Einladung nach Brüssel, um dort vor dem König Leopold und der ganzen königlichen Familie einen Vortrag über elektrische Telegraphie zu halten.
Die so entstandene Linie Köln-Brüssel zerstörte schonungslos das blühende Geschäft eines Manns, der bis dahin eine Taubenpost zwischen den beiden Orten unterhalten hatte. Der Mann hieß Reuter. Als er und seine Frau sich bei Siemens darüber beklagten, daß ihre Existenz nun vernichtet sei, erzählte dieser ihnen, daß ein Herr Wolff soeben in Berlin mit Hilfe seines Vetters, des schon erwähnten Justizrats Siemens, ein Depeschenvermittlungsbureau begründet habe. Sie sollten doch nach London gehen und dort ein gleiches Bureau eröffnen. Das Ehepaar folgte diesem Rat, und das Unternehmen hatte den denkbar größten Erfolg. Wem früher in Deutschland das Reutersche Telegraphenbureau nicht bekannt gewesen ist, der hat es während des Weltkriegs sicher zur Genüge kennen gelernt.
Der Bau der Linie von Köln zur belgischen Grenze machte es auch notwendig, ein Telegraphenkabel durch den Rhein zu legen. Bei dem regen Schiffsverkehr auf diesem Strom schien eine einfache Umwehrung der Leitung mit eisernen Drähten nicht genügend, da die Gefahr vorlag, daß schleppende Anker großer Schiffe sie zerreißen könnten. Siemens ließ daher für den Rhein eine biegsame Eisenröhre herstellen, die aus einzelnen Gliedern bestand; durch das Innere der Röhre wurde die isolierte Leitung hindurchgezogen. Vor die Röhrenkette wurde eine schwere Ankerkette gespannt, die schleppende Anker aufhalten sollte. Es war die erste größere Flußüberquerung durch den Telegraphen, die hier hergestellt wurde, und sie hat sich so vorzüglich bewährt, daß sie noch vollkommen brauchbar war, als sie nach vielen Jahren aufgenommen wurde, nachdem man eine neue Leitung über die inzwischen errichtete feste Eisenbahnbrücke gelegt hatte. An der Schutzkette fand man eine Menge abgerissener Schiffsanker hängen; die Sicherung hatte also vollständig ihre Schuldigkeit getan.
Da Aufträge zur Einrichtung von telegraphischen Leitungen an Siemens jetzt in immer größerer Zahl herantraten, so mußte er sich nunmehr dazu entschließen, seinen Abschied vom Militär zu nehmen. Er erhielt ihn als Premierleutnant »mit der Erlaubnis, die Uniform als Armeeoffizier mit den vorschriftsmäßigen Abzeichen für Verabschiedete zu tragen«. Die Genehmigung des Abschiedsgesuchs enthielt eine tadelnde Bemerkung, weil Siemens sich eines Formfehlers schuldig gemacht hatte. Da er sich trotz mancherlei Krankheitsanfällen, denen er damals unterworfen war, kräftig genug fühlte, ganz auf eigenen Füßen zu stehen, so verzichtete er auf die ihm nach zwölfjährigem Offiziersdienst zustehende Pension. Dem schaffensstarken Mann, der wohl dunkel fühlte, daß er am Anfang einer großen Laufbahn stand, paßte es nicht, ein vorschriftsmäßiges Invaliditätsattest einzureichen. »Mit leeren Händen, wie ich in den Dienst gegangen bin,« so schreibt er damals in einem Brief, »habe ich ihn auch wieder verlassen und bin zufrieden damit.« Aus dieser Äußerung geht auch hervor, daß das Geschäft bis dahin geldlich nicht sehr erfolgreich gewesen war, und so ist es auch noch längere Zeit hindurch geblieben.
Siemens war sich jetzt auch schon der Bedeutung dessen, was er auf dem Gebiet der Telegraphie bisher geleistet hatte, so weit bewußt, daß er eine zusammenfassende Abhandlung darüber verfaßte. Er legte sie im April 1850 unter dem Titel »Mémoire sur la télégraphie électrique« der Pariser Akademie der Wissenschaften vor, deren Votum ja damals eine überragende Bedeutung besaß. Es waren sehr bedeutende Männer, die handelnd in der Sitzung auftraten, in welcher das Siemenssche Memoire vorgelegt wurde. Regnault erstattete den Bericht; Du Bois-Reymond und der Autor selbst waren als Gäste zugegen. Als Opponent trat Leverrier, der große Errechner des Neptuns, auf, während Arago als Sécrétaire perpétuel den Vorsitz führte. Die Arbeit wurde für würdig erachtet, in die »Savants étrangers« aufgenommen zu werden.
Im Vaterland aber gab es gerade zu dieser Zeit schwere Mißhelligkeiten, die eine Zeitlang drohten, das junge, von Siemens ins Leben gerufene Unternehmen zu vernichten.