Come è facile immaginare, gli ambienti militari tennero d’occhio fin dai primi anni gli sviluppi della nuova scienza elettronica. Il primo degli impieghi fu ovviamente la radio e lo scoppio della prima guerra mondiale fu il tragico scenario su cui le valvole esordirono in campo bellico. In quegli anni l’impiego era quasi esclusivamente limitato alla ricezione, mentre le trasmittenti impiegavano ancora gli scintillatori ad arco. Mentre l’impiego sul campo di battaglia era impossibile, diverse stazioni di ascolto vennero installate lontano dal fronte, con l’intento di intercettare i messaggi trasmessi tra i comandi nemici. Uno degli episodi più famosi al riguardo avvenne nel maggio del 1916, quando il Capitano Round, già consulente di Guglielmo Marconi e ideatore delle valvole che portavano il suo nome, riuscì a intercettare i deboli segnali inviati dalle navi della flotta germanica alla fonda nel porto di Wilhelmshaven, nel Mare del Nord. Dovendo accuratamente orientare l’antenna per ottenere una ricezione accettabile, Round notò uno spostamento di alcuni gradi nelle direzione della sorgente, e ne dedusse che le navi dovevano aver lasciato il porto e avevano preso il mare. L’informazione permise alla Marina Inglese di intercettare la flotta tedesca al largo della penisola dello Jutland e affrontarla in quella che divenne la più grande battaglia navale della storia, conclusa con pesanti perdite da entrambe le parti e una ritirata delle navi germaniche che, fino alla fine del conflitto, non osarono più lasciare la base. Nel 1918, su richiesta dei comandi dell’Unione, l’americano Edwin Armstrong, volontario nell’Esercito Americano, realizzò il circuito Supereterodina, per intercettare eventuali trasmissioni radio a frequenze superiori a quelle normalmente utilizzate al tempo. Armstrong ebbe anche modo di incontrare Round in Inghilterra e non è escluso che le vicende di qualche mese prima abbiano influenzato le sue scelte riguardo al circuito Supereterodina. Il periodo tra le due Guerre vide l’affermarsi della valvola come trasmittente e la corsa verso un aumento delle frequenze di trasmissione. Grazie a miglioramenti tecnici intervenuti nel corso degli anni 20, con l’invenzione di tetrodo e pentodo e con l’avvento di Magnetron e il Klystron nel campo delle microonde, durante il decennio successivo inizia lo sviluppo del Radar. Lo scoppio del secondo conflitto mondiale ne accelera i tempi di sviluppo e determina l’invenzione di nuovi dispositivi come il Magnetron a cavità. Nel campo delle radiocomunicazioni si impone l’utilizzo della Modulazione di frequenza, con l’adozione dell’apparato portatile “Handy Talkie” da parte dell’esercito americano e con la creazione di una rete di comunicazione su base europea da parte dell’esercito germanico. Ma tra le invenzione più importanti nel corso del conflitto un posto di riguardo va riservato ai “Proximity Fuze” o spolette di prossimità. Entrati in servizio all’inizio del 1943 sul fronte del pacifico, i proiettili attivati grazie a un dispositivo radiotrasmittente interno giunsero sul fronte occidentale appena in tempo per essere usati durante il contrattacco alleato nella battaglia delle Ardenne, nel natale del 1944. Una versione a innesco ottico venne sviluppata dalla Bell per l’uso sui razzi, mentre un particolare tubo a vuoto a catodo freddo venne sviluppato per far detonare un nuovo tipo di mine antinave magnetiche con cui gli alleati realizzarono il blocco dei porti giapponesi nei primi mesi del 1945. Un importante complemento al Radar antisommergibile ASV sviluppato dagli inglesi, venne con la realizzazione del siluro a guida sonora realizzato dalla Bell nel 1943. La realizzazione del nuovo siluro si rese necessaria poiché gli U-Boot tedeschi furono dotati di un ricevitore in grado di captare il segnale emesso dal Radar inglese. Parte del vantaggio derivante venne in effetti annullato da un oscuro pilota inglese che, catturato, raccontò di come i siluranti si dirigessero sui sommergibili seguendo il segnale del ricevitore antiradar, cosa assolutamente falsa, ma che ebbe come conseguenza l’ordine del comando germanico di non usare più il dispositivo. Verso la fine del conflitto vennero anche realizzati apparati di minore importanza, come un visore a infrarossi detto “Sniperscope” sviluppato da Zworykin della RCA e usato per i combattimenti notturni nelle giungle del Pacifico. Lo stesso Zworykin lavorò a un adattamento del suo Iconoscope per la realizzazione della GB-4, laprima bomba volante guidata a distanza tramite un visore televisivo installato sul bombardiere. Infine, il progetto Manhattan che portò alla realizzazione delle prime bombe atomiche fornì lo spunto per la realizzazione di una serie di tubi di commutazione ad arco detti “Spark Gap”, in grado di funzionare in ambienti fortemente radioattivi. Tuttora di vitale importanza, questi dispositivi conosciuti con i nomi di Krytron, Sprytron e Trigatron, e ceh incorporano anche la famiglia di dispositivi di commutazione per Radar “TR Cell”, sono sottoposti a rigidi controlli e limitazioni commerciali.
L’uso dei tubi a vuoto in ambito militare è continuato perlomeno fino agli anni 80, soprattutto come fonte di microonde (Reflex Klystron) o stabilizzatori di corrente per apparati di avionica (doppi triodi), progressivamente sostituito da dispositivi a stato solido. Attualmente rimangono certamente in uso i grandi dispositivi per apparati Radar fissi, come Klystron e TWT e gli “Spark Gap” come inneschi per testate nucleari.