为托里伯恩制造的那台发动机，在其汽缸底下装有一个小火炉。但是，瓦特决心保持他的汽缸热度的这一模式，并没有固定下来，而且后来人们认为蒸汽套本身，就足以达到这一目的。现在，冷凝器已经接近于它的标准形式，即将冷水注射到一个排气管里，在这个排气管外面，也用冷水喷注。排气管弯曲地卷进一个冷水槽，它的终端是一个与双联气泵底部相连的匣子。这两个气泵把热气抽上来，通过单向阀门进入与气泵筒顶端相连的第二个匣子里，再用水泵把热水从第二个匣子里，送到锅炉加水的水箱中去。
在这里，还必须提到另外两个发动机，因为它们表明：即使是马修·博尔顿，也不能完全制止瓦特对试验的强烈欲望。在1776年至1777年，威尔金森在新威里建造了第二台瓦特式发动机，用来把水抽回到为一台镗床提供动力的轮机内。这台发动机的详细说明和图纸，现在都不存在了，但大家都知道，那是一台按照瓦特的早期试验模型演化而来的发动机。也就是说，它没有横梁，活塞杆直接与泵杆相连。当博尔顿与瓦特采取行动反对爱德华·布尔在康沃尔制造类似发动机时，这台机器曾被戏称之为“一团糟引擎”，但由于后来没有再提到它，所以显然前途无望。
第二种试验，更是别出心裁，富有情趣。那是一种利用蒸汽膨胀的尝试，并且得到博尔顿的全力支持。这台发动机有一个33英寸的汽缸，是1777年在索荷安装的，用来把水抽回到水轮机，像先前在金内尔的发动机一样，因此，它在索荷被称之为“小引擎”。这第二台索荷式发动机的运转情况，与任何其他的瓦特式发动机截然不同，其设计似乎是来自瓦特提出的使用独立下落式阀门的想法。两个这样的阀门控制着进入汽缸上部，蒸汽再从那里排出进入冷凝器。在活塞下面，汽缸下部始终通向冷凝器，进气阀提前关闭，用瓦特自己的话来说，这样可以使“蒸汽只在（活塞）下降的阶段被吸入，在冲程的其他时间内则靠蒸汽的弹力发挥作用”。当活塞完成向下冲程且膨胀的蒸汽已排入冷凝器时，汽缸上部由此而产生的真空就形成了必要的平衡状态。在这种情况下，活塞就能在泵杆重量的作用下又被提升起来。
在人们了解它的前途，并认为它取得了极有希望的进展时，瓦特对这台发动机的运转情况不满意。他认为这台发动机还不如他早期所设计的那么经济实用，它的运转不仅是没有规律，而且还如此猛烈，因而索荷的工人们给它起了一个名字叫“恶魔号”。十分奇怪的是，博尔顿这位商人却更有效地掌握利用蒸汽膨胀所能取得的好处，因此，他当然不愿像瓦特那样去指责这台“恶魔号”。瓦特虽然在理论上对膨胀作用的优越性十分明了，但不可思议的是，他自己总是表现出不愿承认它的实用性。他曾向博尔顿表示过这样的意见：如果把进气减量，不过早切断，从而让少量蒸汽进入整个冲程的话，那么，这台“恶魔号”的运转就会比较平稳，并且还能节省消耗。后来，只是在那些同瓦特竞争的工程师用了或威胁要用蒸汽膨胀的办法作为避开他的发明专利权的一种手段时，他才又回到这个设计的想法上来。这种消极的态度，毫无疑问是与瓦特拒绝使用高压蒸汽的做法有密切联系的，因为在他所偏爱的低压冷凝发动机里，由膨胀作用所获得的益处是被公认为很小的。
1782年，瓦特又获得“双动作蒸汽机”专利。1784年，瓦特在他的一份专利里提出“平行连杆机构”，有了它，蒸汽机具有更广泛的实用性。4年后，瓦特又发明离心调速器和节气阀。1790年，他又完成汽缸示功器的发明。到此，瓦特才算完成了对蒸汽机的整个发明过程。到19世纪三四十年代，蒸汽机已在全世界广泛应用，人类社会进入所谓的“蒸汽时代”。
瓦特成功了！瓦特的成功是靠他强烈的求知欲和勤奋的精神换来的。尽管他从小身体就弱不禁风，性格也比较内向，但他确实是一个勤奋学习的人，他的聪明才智在他所喜爱的工作中得到了充分的发挥。他对许多事情都有着强烈的兴趣，也正是这种兴趣成了他不懈前进的动力。
瓦特除了蒸汽机的发明外，还发明一种先进的液体比重计，一种新的信件复印机，他还最先提议用螺旋桨来推进轮船，第一个采用“马力”作为功率的单位。
荣誉纷至沓来。他在1784年当选为爱丁堡皇家学会会员，翌年又被选为伦敦皇家学会会员。格拉斯哥大学于1806年授予他法学博士荣誉学位，他谢绝了由首督提议的封他为利物浦勋爵的准男爵勋位。他于1814年得到了一项最大的荣誉，那就是当选为法国研究院的8名外国成员之一。马修·博尔顿有一次曾对一位来索荷的参观者说：“我向人们提供的是他们最需要的东西——动力”，而现在当蒸汽机有节奏的转动正在到处加快改变着人们生活的方式的时候；当汽船已经诞生，而火车头则刚刚出现在地平线上的时候，人们会以崇敬的心情把詹姆斯·瓦特誉为这种动力的创造者。
成功与赞颂，对于瓦特的影响是不容忽视的。在通常情况下，逆境和困难将锻炼一个人的性格并激发出一个人的最优良的品质；而财富、荣誉、奉承和对英雄的崇拜，则往往会使人堕落，仿佛酸性物对优质物品腐蚀之后剩下的只是徒有其原来那华丽而自鸣得意的外表而已。然而，对瓦特却是适得其反。财富给他带来的是心境安宁，头脑冷静和自知之明，而承认给予他的是极大的尊严，以及保持谦虚而无丝毫傲慢和装腔作势的作风。
晚年余辉
在瓦特和他的合伙人博尔顿上了年纪后，他们迥然不同的性格，表现得再清楚不过了。性格内向的瓦特是极不愿意离开他那与世隔绝的工作室而去涉足于繁忙的经商领域的。因此在他取得成功之后，就首先抓住机会，重新退居到自己先前的那个小天地去了。瓦特虽然把自己大量的精力耗费在他那个阁楼工作室里，但若以为他变成了一位隐士，那就大错特错了。恰恰相反，在他的一生中，老年时期比他先前任何时期旅行的地方都多，也更好交际。在1802年的那个昙花一现的亚明和约期间，他和后来的妻子曾走遍了比利时，并沿着莱茵河北上到了法兰克福，又从那里去斯特拉斯堡，然后才经巴黎回英格兰。他回故乡苏格兰是很频繁的，他在爱丁堡和格拉斯哥的大学既重叙旧谊，又结交新友。他的足迹遍布英格兰和威尔士的许多地方。在霍恩布洛尔和马伯利打输了那场官司之后，原来的发动机专利税的欠款都交付，这使瓦特得到一笔相当可观的资金，他决定用它在乡间购置房地产。瓦特曾对德文郡、多塞特和蒙默思郡的房地产都进行过了解，最后才在多尔窦罗德购置了一幢农场住宅和一些田地，那是位于拉德诺郡的拉亚德和纽布里奇之间的怀河上游河谷。退休后，他曾在这个优美的环境里，度过了夏天许多愉快的时光。然而，每次住留的时间都不长，因为对他来说希思菲尔德工作室的吸引力简直太大了。
迁居到希思菲尔德后所度过的岁月，无疑是瓦特漫长一生中最幸福的时光。然而，在这期间也伴随着一份最大的不幸，那就是他失去了续弦后所生的两个孩子。他的女儿珍妮特于1794年15岁时死于肺结核病，此后不久，她那已进入青春期的前途远大的哥哥格雷戈里也开始染上同样可怕的病症。他于1804年10月在埃克塞特夭折，年仅27岁，被葬于当地的一座大教堂里。他父亲的悲痛尽管没有这样外露，但感情显然也是同样深切的。瓦特把他儿子所有的书籍、手稿和图纸都收藏在一只箱子里，并把它保存在那间阁楼工作室里离他最近的地方，一直到去世。他写道：“每当我望着我儿子的书籍、手稿和图纸时，我总要自言自语地说：想出这些东西的那个头脑和做出这些东西的那双手，现在何方？”
由于小詹姆斯·瓦特还没有结婚，因此格雷戈里的死意味着这位伟大的工程师已经没有传宗接代的儿子了。在他的孩子中唯一有后代的是他前妻生的女儿玛格丽特。他的曾外孙詹姆斯·吉布森，于1856年经皇家许可增加了瓦特的姓。
在当时曾经夺去无数年轻人生命的可怕的肺结核病，虽然现在几乎已经被消除了，但是没有任何一门科学或技术，能够减轻对老人造成的一种无法逃脱的折磨——减轻因失去老友与同辈而带来的悲恸。
约瑟夫·布莱克于1799年去世，当瓦特听到这一消息后，便给罗比森去了一封信，信中写道：“我可以这么说，我所取得的成就大部分应归功于他。他曾在自然科学方面教我推理和试验，他是一位挚友……”罗比森并未比布莱克活得长多少，他的生命停留在1805年，瓦特曾用这样的话来描述过他：“……他是一位头脑最清楚的人，而且是我认识的人中最有学问的，他对我的友情，在持续了近半个世纪之后，只是随着他的生命结束而告终的。”与此同时，“月亮社”的队伍也很快缩小了。达尔文于1802年逝世，而侨居在宾夕法尼亚州的普里斯特利，也于次年去世。最后一位，虽然并非是没有料到的，但对于瓦特来说，却是最沉重也是最终一击的，就是他那位奋斗到底的伟大伙伴博尔顿，于1809年8月逝世，享年81岁。随着博尔顿的去世，瓦特便成了“月亮社”的最后一名幸存者。当瓦特听到马修·博尔顿亡故的噩耗时，他正在格拉斯哥附近的格伦纳巴克，他随即给在索荷的小博尔顿去了一封哀悼信。他写道：“具有他那种才能者为数不多，而像他那样发挥自己才能者更是寥寥无几。但即使在他们身上增添了他那种对待他人的彬彬有礼、豁达大度和满腔热忱的品质，也难以造就两个能与他媲美的人物来。”
一场风暴就这样过去了，这位明智、慈祥而又令人爱戴的老人继续在人一生的旅途上跋涉。
晚辈们对瓦特的友情与赞美，弥补了他由于老朋友们的去世而产生的失落感。
瓦特那活跃而敏捷的思维一直持续到他生命终止。1819年7月，当他83岁的时候，他还去伦敦游览了一次。但回到希思菲尔德之后不久，他就病倒了，而且情况很快便表明他的日子不多了。8月19日，他安详地离开了人间，葬在汉兹沃思教堂，也就是离他的伙伴马修·博尔顿不远的地方。
瓦特去世后，他所发明的实用蒸汽机，不断地被后人发展应用于各种工业和交通部门，从而使生产方式和生活方式都发生了翻天覆地的变化。