Watt patentó su invento en 1769 y obtuvo el patrocinio de John Roebuck para emprender la construcción de una máquina de tamaño normal que incorporase este nuevo método para reducir el consumo de vapor y combustible; pero las dificultades a la hora de obtener mano de obra especializada, así como materiales y herramientas adecuados, retrasaron el proceso.
Tras la quiebra financiera de Roebuck en 1773, Watt se asoció con Matthew Boulton, un industrial de Birmingham, y la primera máquina de Boulton y Watt entró en funcionamiento en marzo de 1776. En los años siguientes introdujo una serie de importantes perfeccionamientos en la máquina.
En 1765 creó la primera máquina de vapor utilizable económicamente, después de largos estudios científicos y experimentos sobre las propiedades del vapor.