Lassan már két év telt el, de Watt folyton csak a Newcomen-gép furcsa paradoxonán tűnődött. Közben önálló mühelyt nyitott Glasgow-ban a King Street-en és idönként elutazott egy újonnan épülő vízi út, a második Bridgewater-csatorna mérnöki munkáinak ellenőrzésére is. Valamiből meg kellett élnie.A gőzgép rejtélyes ellentmondása azonban nem hagyta nyugodni. Ígyhát 1765 agusztusában történt, hogy villámcsapásként hasított belé a gondolat: nem a hengerben kell lecsapatni a gőzt, hanem egy különálló tartályban. Később így emlékezett vissza erre az élményre: "Egy kellemes vasárnap délután sétálni mentem a Glasgow-i parkba. A Charlotte utca végénél a kapun át léptem be, és elhaladva a régi mosoda mellett, a gépen gondolkoztam közben, és már a pásztor házáig jutottam, amikor agyamba villant az ötlet, hogy a gőz, mint rugalmas közeg, beáramolhat egy vákuumba, és ha kapcsolat létesülne a henger és egy ilyen légüres tartály között, akkor a gőz ide áramlana, és be lehetne sűríteni a henger hűtése nélkül. Aztán láttam, hogy meg kell szabadulnom a befecskendezett gőztől és a befecskendezett víztől, ha olyan fecskendőt alkalmazok, amilyen a Newcomen-gépben van. Két megoldáskinálkozott a számomra: először is a víz elvezethető egy lefolyócsövön, ha egy gyűjtőtartály harmincöt vagy harminchat láb mélységben helyezkedik el, és ha bármennyi levegő kivonható egy kis szivattyúval; a második az volt, hogy elég nagy szivattyút kell készíteni a víz és a levegő együttes kivonására... nem sétáltam messzebb, mint a golfház, amikor az egész dolog elrendeződött a fejemben." Hétfőn máris rohant a műhelybe, hogy kipróbálja elképzelését. A gőzsűrítő első modellje még ma is őrzi (mert még megvan) a sietős, durva munka nyomait. Watt a régi műszerek és eszközök között talált egy injekciós fecskendőt. Nem éppen kis darab volt: másfél arasznyi hosszú sárgaréz cső, benne mozgatható dugattyúval. Ez lett a későbbi gép munkahengere.
Egy öreg bádogosmester segítségével ehhez csatlakoztatta azután Watt azt az ónozott vascsövet, amelynek a gőzsűrítő (a kondenzátor) szerepét szánta. A glasgow-i séta ötletéből rögtön a második megoldást választotta. Tehát ahhoz, hogy a sűrítőben állandóan fenntarthassa a vákuumot, amely átszippantja a gőzt, még egy kisebb átmérőjű dugattyús csövet is csúsztatott ebbe a bádogcsőbe.
   Néhány nap alatt elkészült a kísérleti modell. Dugattyúrúdja lefelé lógott, hogy mérősúlyokat lehessen ráakasztani, de arra jó volt, hogy Watt elképzelését bizonyítani tudja. Ha a feltaláló megfelelő sorrendben nyitotta és csukta rajta acsapokat, a kis modell dugattyúja 8 kg tömegű nehezékét könnyedén felrántotta.
   Watt később arra a következtetésre jutott, hogy az, ha a henger szabadon érintkezik a külső levegővel, további hőveszteséget okoz. Watt ezért egy burkolóhengerre is gondolt, amelyet forró gőz "szigetel". Nemsokára nekiállt, és elkészítette második modelljét. 1765 októberében már ezzel a sokkal gazdaságosabb és erősebb géppel folytatta kísérleteit, de még ez sem volt az igazi.
1766-ban Watt megegyezett dr. John Roebuck-kal az újfajta gép megépítésére és hasznosítására. A kísérletek az imént említett úr kinneili kertjében folytatódtak. 1768-ban Watt javasolta Matthew Boulton üzletbe való bevételét is. Roebuck siettette Wattot, aki csak félgőzzel volt a gép megépítésén. Ő inkább még többet kísérletezett volna. Végül is, Roebuck unszolására a gőzgépet Watt befejezte. Ideje volt szabadalmi védettséget kérni a berendezésre. Meg is kapta az utóbbit a 913. sorszámmal. Az új gép 1769-ben, a szabadalom idején nem keltett nagy feltűnést, pedig innét számítjuk az ipari forradalom kezdetét. Watt ötleteit azonban nem tudta megvalósítani, mert a vasöntödében folyton elrontották a munkálatokat. Puhatolózva megkérdezte Boultont - a jóhírű sohói gyár egyik tulajdonosát -, hogy nem-e lehene a munkálatokat nála végezni. Boulton felfedezte az üzleti lehetőséget, és együttműködött Wattal. Felajánlotta neki, hogy gyárat építsenek egy csatorna mentén. Watt azonban nem fogadhatta még el az ajánlatot, egyenlőre Roebuck volt a "főnök".
   A vele elkészített pontatlan gép azonban katasztrofális volt. Roebuck 1773 márciusában egy utolsó üzleti kísérlet után csődbe jutott. Watt zöld utat kapott Boultonhoz és fájó, előző partnerét sajnáló szívvel át is költözött hozzá. A pontosság meg is tette a magáét: az új gőzgép tökéletesen működött. Watt meghosszabbítatta szabadalmi védettségét, és elkezdődött a gép sorozatgyártása. Megalakult a Boulton & Watt Company.
   Időközben Watt sok apró segédeszközt is szerkesztett a gépéhez, melyek segítették annak működését. Öt év alatt negyven gőzgépet értékesítettek. Szükségessé vált azonban a forgómozgást végző gőzgép elkészítése is, ezért Watt átszerkesztette a szerkezetet. Az első verzió koránt sem volt hatékony, ezért a feltaláló tovább tervezgetett. Végül rájött a paralelogramma-megoldásra, miután egy megdőlt kerítésre pillantott. Ha egy kerítés lécei oldalra dőlnek, a két keresztléc még vízszintesen marad. 1784. április 28-i szabadalmában egy merev csuklós szerkezetet ismertetett, és élete végéig ezt tartotta legnagyobb találmányának. Ezzel véglegesen megnyílt az út a kettős működésű forgó gőzgép előtt. Megszületett az univerzális gőzgép! A Boulton & Watt cég elegáns gépei immáron bármit meghajthattak.
   A gőzgépek energiája olyan lendületes ipari fejlődést indított el, amelyről a század elején még senki sem álmodott. S az ünnepi hangulatban, 1800. december 24-én megjelent az első karácsonyfa is, III. György király német származású felesége révén. A csillogó fenyőfa alatt bizonyára sok ajándék hevert. De Nagy-Britannia számára az igazi ajándék Watt gőzgépe volt, amely megteremtette az alapot ahhoz, hogy a következő évszázadban a szigetország már a világ műhelye legyen.