Douglas Engelbart udviklede sine koncepter, mens han blev støttet af det amerikanske luftvåben fra 1959 til 1960 og offentliggjorde en ramme i 1962.Det mærkelige akronym NLS (i stedet for OLS) var et artefakt i forbindelse med systemets udvikling. Hans første computere var ikke i stand til at understøtte mere end én bruger ad gangen. 1963 var den første CDC 160A, som havde meget lidt egen programmeringsevne.
Som en nødløsning udviklede holdet et system, hvor off-line brugere – dvs. alle, der ikke sad ved den ene terminal, der var til rådighed – stadig kunne redigere deres dokumenter ved at stanse en række kommandoer på et papirbånd med en Flexowriter. Når båndet var færdigt, kunne en offline-bruger indlæse det papirbånd, hvorpå det sidste udkast til dokumentet var blevet gemt, til computeren, efterfulgt af de nye kommandoer, der skulle anvendes, hvorefter computeren udskrev et nyt papirbånd med den seneste version af dokumentet. Uden interaktiv visualisering kunne dette være besværligt, da brugeren mentalt skulle simulere de kumulative virkninger af sine kommandoer på dokumentteksten. På den anden side passede det til arbejdsgangen på kontoret i 1960’erne, da cheferne gav sekretærerne markerede udskrifter af dokumenter.
Designet fortsatte med at understøtte denne “off-line” arbejdsgang, samt en interaktiv “on-line” mulighed for at redigere de samme dokumenter. For at undgå to akronymer, der begyndte med det samme bogstav, blev Off-Line Text System forkortet FLTS, mens On-Line Text System blev forkortet NLTS. Efterhånden som systemet udviklede sig til at understøtte mere end blot tekst, blev “T” droppet, og den interaktive version blev kendt som NLS.
Robert Taylor, der havde en baggrund i psykologi, ydede støtte fra NASA. Da Taylor flyttede til Information Processing Techniques Office of the US Defense Department’s Advanced Research Projects Agency, kunne han yde endnu mere støtte til projektet. 1965 flyttede NLS-udviklingen til en CDC 3100. Jeff Rulifson kom til SRI i 1966 og blev den ledende programmør for NLS, indtil han forlod det i 1973.
NLS-udviklingen flyttede i 1968 til en Scientific Data Systems SDS 940-computer, der kørte Berkeley Timesharing System. 1968 havde den en lagerdisk på ca. 96 MB. Den kunne understøtte op til 16 arbejdsstationer, som bestod af en raster-scan-skærm, en tre-knaps mus og en enhed kendt som et chord keyset. Indtastning af indtastet tekst blev sendt fra tastaturet til et særligt undersystem, der videresendte oplysningerne via en bus til en af to skærmcontrollere og skærmgeneratorer. Den indtastede tekst blev derefter sendt til et katodestrålerør (CRT) på 127 mm (5 tommer), som var omsluttet af et særligt dæksel, og et overlejret videobillede blev derefter modtaget af et professionelt sort-hvid-tv-kamera i professionel kvalitet. Tv-kameraets oplysninger blev derefter sendt til det lukkede kamerakontrol- og patchpanel og til sidst vist på hver arbejdsstations videomonitor.
NLS blev demonstreret af Engelbart den 9. december 1968 for et stort publikum på det års Fall Joint Computer Conference i San Francisco. Dette er siden blevet kaldt “The Mother of All Demos”, da det ikke blot demonstrerede de banebrydende funktioner i NLS, men også omfattede samling af nogle bemærkelsesværdige state-of-the-art videoteknologier. Engelbarts terminal-tastatur og mus på scenen var forbundet med et hjemmelavet modem på 2400 baud via en lejet forbindelse til ARC’s SDS 940-computer i Menlo Park, 48 km sydøst for San Francisco, og to mikrobølgeforbindelser bragte video fra Menlo Park tilbage til en massiv Eidophor-videoprojektor, der var udlånt af NASA Ames Research Center. På en 6,7 m høj skærm med videoindsnit kunne publikum følge Engelbarts handlinger på skærmen, observere, hvordan han brugte musen, og se, hvordan medlemmer af hans team i Menlo Park deltog i præsentationen.
En af NLS’ mest revolutionerende funktioner, journalen, blev udviklet i 1970 af den australske computeringeniør David A. Evans som led i hans doktordisputats. Journal var et primitivt hypertekstbaseret groupware-program, som kan ses som en forgænger (hvis ikke den direkte forfader) til al nutidig serversoftware, der understøtter kollaborativ dokumentoprettelse (som f.eks. wikier). Det blev brugt af ARC-medlemmer til at diskutere, debattere og forfine koncepter på samme måde, som wikier bruges i dag. journalen blev brugt til at gemme dokumenter til Network Information Center og tidlige netværksemailarkiver. de fleste Journal-dokumenter er bevaret i papirform og opbevares i Stanford University’s arkiver; de er et værdifuldt vidnesbyrd om udviklingen i ARC-fællesskabet fra 1970 til kommercialiseringen begyndte i 1976. Et yderligere sæt Journal-dokumenter findes på Computer History Museum sammen med en stor samling af ARC-backupbånd fra begyndelsen af 1970’erne samt nogle af båndene fra 1960’erne fra SDS 940.
Det NLS blev implementeret ved hjælp af flere domænespecifikke sprog, der blev implementeret med Tree Meta compiler-compiler-compileren. Det endelige implementeringssprog blev kaldt L10.
I 1970 blev NLS porteret til PDP-10-computeren (som ændret af BBN til at køre TENEX-operativsystemet). I midten af 1971 blev TENEX-implementeringen af NLS taget i brug som det nye Network Information Center, men selv denne computer kunne kun håndtere et lille antal samtidige brugere. Adgang var mulig fra enten specialbyggede skærmarbejdsstationer eller simple skrivemaskine-lignende terminaler, som var billigere og mere almindelige på det tidspunkt. 1974 var NIC blevet udskilt til et separat projekt på sin egen computer.