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由于计算机科学网络的成功，人们开始思考如何让学术界平等地访问互联网，以及如何将互联网扩展到更广泛的领域。1985年，美国国家科学基金会建造了一系列“超级计算机”（高性能、配置高端的计算机）。为了确保全国各地的科学家能够利用它们的计算能力，他们将这些超级计算机连接到互联网上。美国国家科学基金会的“超级计算机”拥有惊人的传输速度和接收速度，可以达到56 000 bps（比特率）或者说56 k（每秒千字节）。十多年后，这个速度成为拨号调制解调器的标准互联网连接速度。
1986年，国家科学基金会网络（NSFNET）诞生，它相当于美国国家科学基金会版本的阿帕网。国家科学基金会网络采用了TCP/IP协议（网络通信协议），允许主机与主机之间的数据往来，这一协议也于1983年1月1日被阿帕网采纳为标准。TCP/IP协议由美国国防高级研究计划局的温顿·瑟夫和鲍勃·卡恩（Bob Kahn）发明，协议背后的科学原理发表在1974年12月的一篇学术论文中。在TCP/IP协议被采用之前，全球范围内运行的不同计算机网络之间是无法相互通信的。举例来说，在1983年之前，没有加入阿帕网的用户无法与阿帕网上的计算机通信。我们不妨将TCP/IP协议视为一种通用语言——类似计算机领域的英语，世界各地的用户都可以相对流利地使用，就像乌尔都人和法国人可以使用英语进行清晰的沟通。
TCP/IP协议的重要性不言而喻。后来，创建阿帕网第一台接口信息处理机的弗兰克·哈特（Frank Heart）将TCP/IP协议之前的互联网比喻为一条已经建成但未通车的高速公路。
1977年11月22日，一场极不寻常的互联网测试在一辆灰色厢式货车内进行。这辆货车行进在旧金山和圣何塞之间的道路上，车内没有运载包裹，而是搭载了一台计算机。这台计算机将数据编码成无线电波并通过车顶的天线发送出去。位于山顶的中继器沿着道路延伸，协助将无线电波传送至加利福尼亚州的门洛帕克。随后，这些无线电波被转化为电信号，快速地穿越美国，跨越大西洋，最终抵达英国康沃尔的贡希里地球站。
在贡希里地球站，这些电信号经由卫星接收器发送到太空并反射到轨道卫星上，然后再次传回位于美国西弗吉尼亚州的埃塔姆地面接收站，最终通过铜电缆向西返回距起始点仅400英里（约644千米）的加利福尼亚州玛丽安德尔湾。
数据以分散的数据包的形式穿越了全球各种不同的网络，但最终仍可以在加利福尼亚重新组合成完整的数据。这个具有互操作性的系统非常有效，测试也取得了成功。
国家科学基金会网络与阿帕网可以互相协同运行，但它们之间存在一个重要区别：国家科学基金会网络允许不同类型的组织接入互联网，而不仅仅是大学。不过，与阿帕网一样，国家科学基金会网络的建设成本不菲。经济学家的分析指出，美国政府总计投入了约1.6亿美元，用于建设国家科学基金会网络以及一系列宛如河流支流一样的区域网络。此外，大学和州政府在互联网的发展过程中也投入了大约16亿美元。
但相对而言，所有这些资金投入都收效甚微。在20世纪80年代后半叶，连接到互联网的计算机仅有2000台。但是连接互联网的趋势不再局限于美国，还扩展到了其他国家。1989年，超过25个国家的大学和机构都已连接到了互联网，与此同时，互联网的接入也从最初的大学和商业机构扩展到了普通民众。例如在1988年，惠多网（FidoNET）的公告板系统（BBS）
网络通过将网络新闻组（Usenet）的内容转发到自己的网络上，让普通公众也能够连接到互联网。