Kao propuso esta idea mientras trabajaba en el centro de investigación de Standard Telecomunication Laboratories (STL) en Harlow, Inglaterra.
Tras la publicación de su propuesta, se puso al frente del desarrollo de esa tecnología. De esta manera, la primera red telefónica transmitió señales en vivo a través de fibras ópticas en 1977. En la siguiente década, el ingeniero eléctrico ya supervisaba la implementación de redes de fibra óptica en diferentes países del globo.
Hacia finales de las década del 80 se dedicó a su rol de educador. En 1987 comenzó a ejercer como vicerrector de la Universidad China de Hong Kong, cargo en el que se mantuvo por diez años. Asimismo, dio forma a la Fundación de Escuelas Independientes de esa ciudad.
Sus investigaciones dejaron un legado incalculable para toda la humanidad. En la actualidad, más de 900 millones de kilómetros de cables de fibra óptica transportan, masivamente, datos por todo el mundo.
A raíz de sus trabajos innovadores difundidos en la década de 1960, recibió en 2009 el Premio Nobel de Física.
En 2004, le diagnosticaron Alzheimer. Finalmente, murió el 23 de septiembre de 2018 en Hong-Kong, a los 84 años.