1965年回到英国后，他在伦敦建立了自己的实验室用以实施他在印度时想到的方案。1968年成立了以”杜比实验室“命名的公司。尽管在公司成立的头10年工作的中心在英国，但它一直是一家美国公司。1976年，公司的主要工作挪到了旧金山。
1965年，一台杜比A型降噪器(A代表音频Audio)生产了出来。该系统的设计能针对多种音频降噪应用，尤其是可以解决录音棚中录制母带时磁带录音机产生的噪声。到1966年为止，已经有好几种降噪技术问世了，但它们都多少要损害录音质量。因此杜比博士当时面临的困难是如何使业内人士和潜在客户相信他的技术。那时，多轨录音机，从4轨，8轨，16轨到24轨，开始应用，当多轨录制的磁带进行混音时，其混录的两轨母带噪声电平比双轨直接录制的母带要高很多。
1966年1月，Decca唱片公司英国部认为杜比A型降噪器确能如杜比博士所描述地那样发挥作用，于是定购了9台杜比A301 A型降噪器，首次应用于1966年5月在维也纳录制阿什肯那齐演奏的莫扎特的一些钢琴协奏曲。1966年11月，Decca出版了第一张应用杜比A型降噪器录制的唱片-由索尔第指挥的马勒第二交响曲。
随后，录音行业开始承认并大量使用杜比A型降噪系统。一开始只用于录古典音乐，当多轨录音技术推广后，便得以更广泛的应用。不久，全世界专业和非专业人士都开始将”杜比“与高质量录音联系在一起。
让杜比发明用于民品录音机的降噪技术的呼声越来越高。在一家美国商用磁带录音机制造商KLH公司的敦促下，1967年4月杜比实验室开始研制更实用的民用降噪技术，一开始称”简化杜比系统“，后成为广为人知的杜比B型降噪技术。在杜比B降噪技术的开发接近完成时，杜比博士作出决定杜比实验室将不生产民用音频产品或称消费电子产品，而是向厂家授权杜比的技术由已经很成熟的厂家进行应用生产。到1974年底，杜比实验室的授权厂家已达47家，包括了所有消费类音响器材的主要生产厂。
此后，杜比实验室开发了一系列的技术：C型降噪，SR(频谱录音)，S型降噪，HX Pro， 杜比立体声，杜比环绕，杜比定向逻辑，AC-1，AC-2，杜比数字(AC-3)，杜比E。这些技术被广泛应用于专业及民用音响器材，电影录音，影院回放设备，数字广播等方面。
除了设在旧金山的总部，杜比实验室目前在世界各地建立了分支机构或联络办事处：洛杉矶，伍顿巴赛(英国)，伦敦，布里斯班，纽约，东京，上海，北京。
