1948年9月、堀内平八郎が静岡県浜松市海老塚に東海電子研究所を設立した。電子管の製造・販売を事業目的とする小規模な個人事業として、戦後の混乱期に船出した経緯である。堀内は浜松高等工業学校（現静岡大学工学部）の出身で、戦中に研究してきた電子管技術を戦後の民生用途に転用する道を選んだ。電子管は当時、テレビ受像機・ラジオ・通信機・産業計測装置・医療機器など多様な機器の中核部品であり、戦後の電子産業の立ち上がりに必要不可欠な部材であった。

5年後の1953年9月、東海電子研究所の業容拡大に対応するため、浜松テレビ株式会社（資本金50万円）を浜松市海老塚に設立し、東海電子研究所の業務をそのまま引き継いだ。会社名に「テレビ」を冠したのは、当時テレビ受像機向け電子管（特に撮像管）が主力事業であったためで、後年の社名変更まで30年にわたり「浜松テレビ」の名で活動することになる。創業当時、テレビ放送が始まったばかりの日本では、撮像管・ブラウン管・各種真空管の国産化は重要な技術課題であり、浜松テレビは光電変換素子の技術開発に集中する独自路線を取った。

1961年12月、東京都港区に事務所を新設して東京拠点を設置、1964年10月には浜松市市野町に新工場（現本社工場）を新設して主力工場体制を整えた。1966年7月にはニューヨーク市に駐在員事務所を新設（現ハママツ・コーポレーション 連結子会社）、米国市場への進出を本格化した。1967年12月には本社を浜松市市野町へ移転し、生産・研究・本社機能を集約した。

光電子増倍管（Photomultiplier Tube, PMT）は、極めて微弱な光を電気信号に増幅変換する真空管で、基礎科学（高エネルギー物理学・天文学）から医療機器（PETスキャナ・血液分析装置）・産業計測装置（環境計測・半導体検査）まで幅広く利用される特殊部材である。世界の主要研究機関がPMTを必要としており、量産規模は小さいが付加価値が極めて高い領域であった。浜松テレビは1950年代から1960年代にかけてPMTの量産技術を確立し、世界の主要研究機関への供給を始めた。1973年7月には静岡県磐田郡豊岡村に工場を新設（現豊岡製作所）、独国にハママツ・テレビジョン・ヨーロッパ・ゲー・エム・ベー・ハーを設立して欧州事業の起点を築き、欧州の研究機関向け販売網を整備した。

1978年12月、事業目的に医療機器等の研究・試作・製造・販売を追加した。PMTのPETスキャナ等への医療応用に加え、医療画像装置への本格参入を見据えた事業領域の拡張であった。1981年6月に天王製作所、1983年1月に常光製作所と、生産能力の拡張を段階的に進めた。

1983年4月、浜松テレビ株式会社を浜松ホトニクス株式会社に社名変更した。「テレビ」を外し「ホトニクス（光技術）」を冠することで、テレビ受像機向け部材メーカーから光技術全般を扱う研究開発型メーカーへの自己定義の転換を宣言した。創業者の堀内平八郎が掲げた「光産業創成」構想を組織アイデンティティに据えた瞬間である。同年6月には米国にホトニクス・マネージメント・コーポを設立し、米国事業会社としての受け皿を整えた。