V tom istom roku sa zamestnal na Glasgowskej univerzite ako konštruktér matematických prístrojov, kde mal k dispozícii vlastnú dielňu. A tak sa stalo, že roku 1763sa mu dostal do opravy model Newcomenovho ohňového stroja. Od toho momentu mu myšlienka skonštruovať racionálne fungujúci parný stroj nedala pokoja. Čoskoro prišiel na riešenie : vedľa valca, v ktorm sa pohyboval piest, čo musel stále zostávať vrelý, bolo treba umiestniť ďalší valec, kam mohla unikať a kde sa mohla kondezovať upotrebená para. Okrem toho bolo žiadúce utesniť prvý valec aj zhora, aby ani atmosferický tlak, ani nasávanie unikajúcej pary nemohli pôsobiť na pohyb valca v opačnom smere. Pokusný model tohto typu, ktorý Watt skonštruoval roku 1765, sa dnes nachádza síce v londýnskom Science Museum.