Fins llavors a mitjans del segle XIX la física era considerada una part de les matemàtiques. Les aportacions experimentals excel·lents d'Isaac Newton, Thomas Young i George Gabriel Stokes foren dutes a terme als seus col·legis. La necessitat de la formació pràctica dels científics i enginyers es destacà per l'èxit de l'Exposició Universal de 1851 a Londres i les exigències d'una societat industrial. La creació dels cursos "Natural Sciences Tripos" (NST) el mateix any establí les bases per a la necessitat de construir laboratoris dedicats a la física experimental i això s'aconseguí gràcies a la generositat del Canceller de la Universitat, William Cavendish, VII duc de Devonshire. Cavendish proporcionà 6300 £ per cobrir els costos de la construcció d'un laboratori de física, amb la condició que els Col·legis proporcionassin el finançament per a una càtedra de física experimental. Això portà a la designació de James Clerk Maxwell (1831-1879) com el primer professor de física experimental del Laboratori Cavendish.Des de la seva fundació, el Laboratori Cavendish ha tingut gran fortuna en el nomenament de professors que, entre ells, han canviat per complet la nostra comprensió del món físic. Maxwell no visqué per veure les seves teories de l'electricitat, el magnetisme i la física estadística plenament confirmades pels experiments, però el seu llegat pràctic fou el disseny i equipament del Laboratori Cavendish. Maxwell morí el 1879, a la primerenca edat de 48 anys, i fou succeït per John William Strutt, Lord Rayleigh (1842-1919), que fou responsable de la creació d'un curs sistemàtic d'instrucció en física experimental, que ha romàs en el centre del programa d'ensenyament del Laboratori.