Joseph Niepce naît le 7 mars 1765 à Chalon-sur-Saône. Son père s’est mis au service de la monarchie. Avocat, il est aussi conseiller du Roi, titulaire de la charge de receveur des consignations du Chalonnais. Joseph, qui a une sœur et deux frères, entre en 1786 chez les frères Oratoriens à Angers. Ses parents le destinent en effet à la prêtrise. Auprès des religieux, l’enfant, puis l’adolescent, s’il fait ses humanités, se passionne surtout pour la physique et la chimie, des disciplines neuves portées par le mouvement des Lumières. Ayant quitté l’institution deux années plus tard, il s’engage dans la Garde nationale à Chalon-sur-Saône, en 1789. Niepce adhère en effet à ces idées neuves qui abolissent l’ordre ancien. Désormais, il prend le surnom de Nicéphore et signe ainsi ses lettres. En 1792, le jeune homme s’engage dans les armées de la République. « La Patrie est en danger » et il répond ainsi à la « levée en masse » décidée par le nouveau pouvoir parisien. Après avoir fait les campagnes du Sud de la France et de Sardaigne, Nicéphore Niepce, souffrant, quitte la vie militaire en 1794.



Il vit désormais à Nice, où son frère aîné Claude le rejoint bientôt, et se marie avec la fille de sa logeuse, Agnès Romero. Un enfant, un fils prénommé Isidore, naît en 1795 au couple. Plus tard, en 1797, la famille Niepce effectue un voyage en Sardaigne. C’est à cette époque que Nicéphore et son frère Claude songe à reproduire des images, à ce qui deviendra la photographie. De retour à Nice l’année suivante, les deux frères se livrent à leurs premiers travaux d’inventeurs et travaillent à la mise au point d’un nouveau principe de moteur. Contrairement à la machine à vapeur, celui-ci est basé sur la dilatation de l’air au cours d’une explosion. En 1801 cependant, ils rejoignent Chalon-sur-Saône, où les appellent la gestion du patrimoine familial, des terres agricoles et des vignes dont Mme Niepce mère avait la charge depuis la mort de son mari en 1785.

En 1807, les frères Niepce voient leurs recherches couronnées de succès. Ils obtiennent en effet pour une période de dix années la jouissance d’un brevet d’invention de la part de l’Empereur des Français pour leur moteur qu’ils nomment " Pyréolophore ". Celui-ci est le premier du genre à combustion interne, celle du charbon mélangé à de la résine, puis du pétrole. Afin d’en assurer la mise au point, une maquette de bateau construite par leurs soins remonte le courant de la Saône, le moteur des frères Niepce assurant la propulsion en aspirant puis en refoulant l'eau. A peine savourent-ils cette première réussite qu’ils se lancent dans un autre projet : l’élaboration d’une pompe hydraulique destinée à remplacer la machine de Marly, qui assure l’alimentation en eau du château de Versailles. Mais c’est un projet concurrent qui sera finalement retenu.

Les circonstances politiques orientent également leurs recherches. Napoléon décide de la mise en place d’un blocus sur le continent afin d’épuiser l’économie de l’Angleterre. Nicéphore Niepce et son frère travaillent alors à la culture du pastel, une plante dont est tiré un colorant, afin d’en augmenter les rendements. Celui-ci permet ainsi de remplacer l’indigo, importé depuis le siècle précédent des colonies antillaises, qui manquent cruellement. Car l’ennemi anglais et la Royal Navy, depuis Trafalgar, est maître des mers, donc de l’Océan atlantique. En 1816, leur brevet d’invention du Pyréolophore arrivant bientôt à expiration, Claude Niepce quitte la maison familiale et gagne Paris, puis l’Angleterre. Pour aller de l’avant et éviter la ruine, les deux inventeurs doivent en effet tirer quelques deniers de leurs précédents travaux.



En 1815, à Paris, dans les jardins du Luxembourg, Karl Drais von Sauerbronn avait présenté au public présent sa « Draisienne ». Sur un cadre auquel il avait fixé des roues, l’Allemand avait parcouru quelques centaines de mètres. Sur le même modèle, mais après y avoir adapté une selle réglable, Niepce se construit un engin roulant. Demeuré seul à Chalon-sur-Saône, Nicéphore Niepce se lance enfin dans des recherches sur la fixation des images, un projet qui lui tient depuis longtemps à cœur. Au mois de mai 1816, il utilise ainsi le chlorure d'argent, qui à la propriété de noircir. Ayant enduit de cette substance une feuille de papier placée au fond de la chambre, il parvient à reproduire en négatif des gravures, des lithographies, une vue de sa fenêtre. Niepce appelle ces premiers documents des " rétines ". S'il s'agit d'une première avancée, ceux-ci cependant sont inutilisables, puisque le chlorure continue de noircir à la lumière. Cherchant à pallier à ce défaut, l’homme de sciences découvre qu'il est également possible d'obtenir des positifs grâce au bitume de Judée. Il réalise ainsi en 1822 une copie de dessin – un portrait du pape Pie VII - par la seule action de la lumière du soleil sur une plaque de verre enduite de ce goudron naturel.

Niepce s'intéresse ensuite au procédé de la chambre noire, jusqu'à présent utilisé comme instrument à dessiner. A l’époque, grâce à une simple boîte percée d’un trou muni d’une lentille, on obtenait une image renversée. Niepce s’adresse à des opticiens de Paris, Vincent et Charles Chevalier, qui lui fournissent des optiques afin de perfectionner le système de la chambre obscure. Ainsi, en 1824, Nicéphore Niepce obtient ses fameux " Points de vue à la chambre obscure ", les premières photographies. Le temps de pose nécessaire cependant est considérable, cinq journées entières avant que l’image ne se fixe sur des pierres lithographiques enduites de bitume. Aussi cherche t-il par la suite à obtenir des images gravées sur du cuivre en traitant par la méthode des eaux-fortes – en appliquant un acide sur le métal - les photographies obtenues avec le bitume. Pour mener à bien, cette nouvelle opération, Niepce fait appel cette fois-ci à un graveur Parisien, Augustin Lemaître. A partir de 1826, c’est aussi sur l’étain qu’il fixera ces mêmes images. 

En 1825, son fils Isidore se marie avec Eugénie de Champmartin. A présent, alors que l’industrie textile connaît ses premiers développement en France, l’inventeur s’occupe à la production d’une fibre naturelle propre au tissage à partir d’une plante, l’asclépias de Syrie. Une pause dans ses travaux sur la reproduction des images. En 1827, ayant traversé la Manche, Niepce est au chevet de son frère mourant en Angleterre. Celui-ci n'a obtenu que peu de résultats dans sa recherche d'appuis financiers en vue de l'utilisation du Pyréolophore, leur moteur d'un nouveau genre. Nicéphore Niepce tente à son tour d'intéresser la Société Royale de Londres à son procédé de reproduction des images, qu'il nomme alors " Héliographie". En vain. A son retour à Saint-Loup-de-Varennes, au mois de février 1828, Niepce reprend ses recherches sur la photographie. Il réalise cette fois-ci un point de vue sur un étain non gravé, puis sur un argent poli en traitant l’image au bitume par des vapeurs d’iode.



En 1829 et afin de faire aboutir ses travaux, de réduire le temps de pose nécessaire notamment, Nicéphore Niepce s’associe avec un autre chercheur, Louis Jacques Mandé Daguerre, qui s'était fait connaître grâce à son spectacle scénique et lumineux, le "Diorama". Celui-ci est, davantage que lui-même, un spécialiste de la chambre obscure. Ainsi pense t-il améliorer la luminosité et la qualité de ses images. En 1830 cependant, les deux hommes échouent dans leurs tentatives pour faire blanchir le bitume. L’enjeu était pourtant de taille, car il s’agissait d’obtenir des images directement positives. L’année suivante, ils travaillent de nouveau sur toutes sortes de résines, sans obtenir de résultats probants. Au mois de juin 1832 enfin, les deux associés décident d’utiliser un nouveau produit photosensible, issu de la distillation de l’essence de lavande. Ils obtiennent alors des images, après un temps de pose de huit heures. Sur l'initiative de Niepce, un diaphragme est adapté sur l'objectif, ce qui permet d'améliorer la netteté des prises de vue. Niepce et Daguerre nomment leur nouveau procédé le « Physautotype ». 

Le 5 juillet 1833, Nicéphore Niepce meurt subitement, sans qu’aucun de ses travaux sur la reproduction des images ne soit connu du public. Dans les années qui suivent, son associé développe le procédé photographique mis au point en commun. Dès 1835, il obtient des photographies grâce à des temps de pose très courts, quelques minutes. Ayant présenté ses résultats au grand savant Louis Arago, ce dernier en fait une présentation officielle à l'Académie des Sciences, le 19 août 1839. Le " Daguerréotype " connaît ainsi un énorme succès, qui vaut à son inventeur et à Isidore Niepce, fils de son défunt associé, une rente annuelle de 4.000 Francs. Daguerre acquiert dès lors une célébrité mondiale. Plus tard, en 1841, Isidore Niepce publie un petit ouvrage intitulé Historique de la découverte improprement nommé daguerréotype, précédé d'une notice sur son véritable inventeur Nicéphore Niepce. Ce dernier sera ainsi bientôt reconnu comme étant le véritable inventeur de la photographie.