I 1969, mens han jobbet ved Bell Labs, skrev Thompson og Dennis Ritchie operativsystemet Unix. Thompson skrev også programmeringsspråket B, forgjengeren til Ritchies programmeringsspråk C, en av verden mest brukte. I tillegg skrev han språket Bon mens han jobbet med OSet Multics. Han skrev også den opprinnelige teksteditoren ed på Unix, en etterfølger til QED.