經(jīng)過大量實驗，瓦特發(fā)現(xiàn)效率低的原因是由于活塞每推動一次，氣缸里的蒸汽都要先冷凝，然后再加熱進行下一次推動，從而使得蒸汽80%的熱量都耗費在維持氣缸的溫度上面。

1763-1765年瓦特在修理紐科門泵時，設(shè)計冷凝器解決效率低的問題，羅巴克把瓦特的發(fā)明用于商業(yè)上。

1765年，瓦特取得了關(guān)鍵性的進展，他想到將冷凝器與氣缸分離開來，使得氣缸溫度可以持續(xù)維持在注入的蒸汽的溫度，并在此基礎(chǔ)上很快建造了一個可以連續(xù)運轉(zhuǎn)的模型。

瓦特后來與博爾頓的合作，使得瓦特得到了更好的設(shè)備資金以及技術(shù)上的支持，特別是在加工制造工藝方面。

新型蒸汽機制造的一個主要困難在于活塞與大型氣缸的密合，這個問題最終被約翰·威爾金森（John Wilkinson）解決，他在改進加農(nóng)炮的制造時提出了一種新的精密鏜孔加工技術(shù)，可以用于蒸汽機的制造。

1774年瓦特將自己設(shè)計的蒸汽機投入生產(chǎn)。

1776年博爾登-瓦特蒸汽機在波羅姆菲爾德煤礦首次向公眾展示其工作狀態(tài)。

1776年，終于第一批新型蒸汽機制造成功并應(yīng)用于實際生產(chǎn)。這批蒸汽機由于還只能提供往復(fù)直線運動而主要應(yīng)用于抽水泵上。

在之后的5年中，瓦特贏得了大量的訂單并忙于奔波于各個礦場之間安裝由這種新型蒸汽機帶動的水泵。在博爾頓的要求下，瓦特開始繼續(xù)研究如何將蒸汽機的直線往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為圓周運動，以便使得蒸汽機能為絕大多數(shù)機器提供動力。