中国电信作为国内电信运营业的“长子”，承担了大量电信业改革中一次次拆分、整合的成本。不过，中国电信在负重前行的情况下，仍然不断在技术和业务领域发起了一次次的创新努力，这种持续性创新在中国电信迎来3G牌照后的关键阶段发挥了重要作用，为中国电信迅速推出融合固定和移动的全业务打下了良好基础。
技术创新成为遗传密码
对中国电信而言，技术创新一直是其内在的运营目标，这种对下一代技术目标的长远规划与具体落实已经形成了一种自上而下的企业文化。
引领40GWDM应用与标准
目前，中国电信在骨干网上的超前创新投入已经开始收到回报，其ChinaNet（163网）是国内规模最大、国际上也数一数二的巨型骨干IP网络。
早在2004年，中国电信作为项目组成员参加了科技部863计划3TNet专项科研项目，作为主承担单位，于2005年建成了上海—杭州40GWDM（波分复用）实验传输系统。2008年中国电信组织了对国内外六个主流设备厂商40GWDM传输设备的选型测试，在此基础上，中国电信制定了《中国电信N×40GWDM传输系统技术规范》，该技术规范成为CCSA制定40G WDM传输技术国家标准的主要输入文件。
2008年，中国电信建设了国内第一个商用40GWDM传输系统，即上海—无锡80×40GWDM系统。2009年又建设了覆盖上海、杭州、南京、福州、广州等东部沿海主要城市的骨干40GWDM网络。目前中国电信已建设成国内规模最大的40G WDM传输网络。
国内唯一参与国际OIF互联互通
从2004年起，中国电信已先后参加了4次OIF组织的ASON全球互通演示，作为唯一的中国运营商，中国电信与全球多个运营商和多个设备厂家紧密合作，在Supercom、ECCO、iPOP等国际会议上成功的完成了演示，获得了好评。
目前，中国电信已向ITU-T、OIF提交了多篇文稿，特别是在ENNI跨域恢复方面，中国电信作为牵头人最终促成了该研究的具体实施，并在2009年成功的进行了演示。在业内专家眼中，中国电信有力提升了承载网络的总体性能和性价比。
积极倡导和实验分组传送网络技术
以C网IPRAN承载为契机，中国电信高度重视分组传送网络（PTN）技术的研究和应用，同时也考虑PTN网络对全业务承载的支持。在技术演进上，中国电信持续跟踪并推进PTN技术和标准的发展，已在ITU-T提交多篇文稿推进PTN技术标准的发展。
2009年,根据IPRAN的实际情况，中国电信制定了BSC至BTS端到端PTN以及PTN接入SR两种IPRAN承载方案，并进行了实验室测试，将启动现网试点。
在接入网上引领潮流
中国电信完善了EPON互通标准，在国际上首次实现了大规模的、全面的、EPON芯片级和系统级互通。在MPCP、DBA、下行数据安全、OAM等方面提出了创新的流程，提出了11项发明专利，由此形成的行业标准得到广泛应用并被多个国际运营商采用。
中国电信还首次提出了话音业务主要通过ONU内置IAD方式提供，制订了IP城域网承载话音业务的有效方案、提出了增强软交换处理能力的改进方法。中国电信首次提出了适应不同应用场景的MDU、MTU、SBU、SFU、HGU5种ONU设备类型和典型形态，简化了设备开发，促进了设备和网络部署成本的下降。此外，在FTTx网络工程建设、运行维护、业务管理等方面，中国电信也形成了一系列比较完备的体系和规范，为规模应用提供了有力保障。
业务创新永无止境
随着电信竞争态势的改变，在强大的技术储备基础上，中国电信充分利用固定网络与移动网络融合资源的优势，为客户打造一个可移动的宽带互联网世界。
在3G竞争中，中国电信重点围绕“让用户能够方便的通过3G互联网手机享受丰富多彩的互联网应用这一业务特征”开发推出了多项3G特色业务。此外，电信3G互联网手机还支持“全屏浏览”功能，以方便用户能够像电脑一样很方便的通过3G互联网手机接入并在互联网上冲浪。
另外，中国电信针对青少年学生群体，度身定制青少年学生群体特别喜欢的3G业务、3G互联网手机终端、资费套餐等，在校园定制手机中重点推出了“天翼校园”栏目，并内嵌了QQ、校内网、BBS、UCweb等合作业务。
3G创新业务一览
“无线宽带”上网业务能够让用户通过2G、3G、WLAN三种网络按照不同的接入速率接入到互联网中，最高速率可以达到54Mbit/s。
“手机影视”业务能够让用户通过3G互联网手机随时随地的看电视、看电影、下载视频。
“爱音乐”业务能够让用户通过多种方式享受音乐下载、在线收听等音乐服务、享受服务的时间地点不受限制，享受的音乐内容丰富多彩。
“综合办公”业务，能够让用户通过3G互联网手机随时随地的像在办公室一样的处理文件、收发邮件、办理公务。
“全球眼—无线视频监控”业务，能够让用户通过3G互联网手机或电脑随时随地的浏览、监控、采集远处实时发生的事件。
“天翼live”业务能够让用户通过3G互联网手机或电脑随时随地的与全球几亿MSN好友即时聊天。电信还把高清视频、爱音乐等丰富多彩的3G业务内嵌在了天翼live客户端中，使得用户可以边听音乐、边看电影、边聊天。