Goodyear började sin karriär som partner i sin fars hårdvaruaffär, som gick i konkurs 1830. Han blev sedan intresserad av att upptäcka en metod för behandling av Indien gummi så att det skulle förlora sin vidhäftningsförmåga och känslighet för extrema värme och kyla. Han utvecklade en salpetersyrabehandling och år 1837 kontrakterade han för tillverkning av denna process av brevväskor för den amerikanska regeringen, men gummiväven visade sig vara värdelösa vid höga temperaturer.

under de närmaste åren arbetade han med Nathaniel M., Hayward (1808-1865) – en före detta anställd i en gummifabrik i Roxbury, Mass., som hade upptäckt att Gummi behandlat med svavel inte var klibbigt. Goodyear köpte Haywards process. År 1839 tappade han av misstag några Indien gummi blandat med svavel på en varm spis och så upptäckte vulkanisering. Han beviljades sitt första patent 1844 men var tvungen att bekämpa många överträdelser i domstol; den avgörande segern kom inte förrän 1852., Det året åkte han till England, där artiklar som gjorts under hans patent hade visats på den internationella utställningen 1851; medan där försökte han utan framgång att etablera fabriker. Han förlorade också sina patenträttigheter där och i Frankrike på grund av tekniska och juridiska problem. I Frankrike misslyckades ett företag som tillverkade vulkaniserat gummi genom sin process, och i December 1855 fängslades Goodyear för skuld i Paris. Under tiden, i USA, fortsatte hans patent att överträdas. Även om hans uppfinning gjorde miljoner för andra, lämnade han vid sin död skulder på cirka 200 000 dollar., Han skrev en redogörelse för sin upptäckt med titeln Gum-Elastic och dess sorter (2 vol.; 1853–55).