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

1763-1765年瓦特在修理紐科門(mén)泵時(shí)，設(shè)計(jì)冷凝器解決效率低的問(wèn)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(jìn)展，他想到將冷凝器與氣缸分離開(kāi)來(lái)，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(gè)可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的模型。

瓦特后來(lái)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(jī)制造的一個(gè)主要困難在于活塞與大型氣缸的密合，這個(gè)問(wèn)題最終被約翰·威爾金森（John Wilkinson）解決，他在改進(jìn)加農(nóng)炮的制造時(shí)提出了一種新的精密鏜孔加工技術(shù)，可以用于蒸汽機(jī)的制造。

1774年瓦特將自己設(shè)計(jì)的蒸汽機(jī)投入生產(chǎn)。

1776年博爾登-瓦特蒸汽機(jī)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(jī)制造成功并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。這批蒸汽機(jī)由于還只能提供往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)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(gè)礦場(chǎng)之間安裝由這種新型蒸汽機(jī)帶動(dòng)的水泵。在博爾頓的要求下，瓦特開(kāi)始繼續(xù)研究如何將蒸汽機(jī)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為圓周運(yùn)動(dòng)，以便使得蒸汽機(jī)能為絕大多數(shù)機(jī)器提供動(dòng)力。