Watt war Sohn eines schottischen Bauunternehmers und Schiffslieferanten. Er begann in Glasgow eine Lehre als Feinmechaniker, die er 1755 in London fortsetzte. Er wollte sich in Glasgow als Feinmechaniker selbständig machen, was damalige Zunftgesetze aber vereitelten. Watt erhielt an der dortigen Universität eine Anstellung, befaßte sich aber auch mit Orgelbau, um seinen Lebensunterhalt zu verdienen. 1765 machte er seine wichtigste Erfindung, indem er die von Thomas Newcomen erfundene Dampfmaschine zu einer nutzbaren Maschine machte. Durch Experimente entwickelte er die atmosphärische Kolbenmaschine zur Niederdruckmaschine weiter. Förderer seiner Erfindung ermöglichten es Watt, am 5.1.1769 das Patent für die von ihm entwickelte Dampfmaschine zu erhalten. Seit 1774 wohnte Watt dann in Birmingham, wo seine Konstruktion in einer Kohlengrube installiert wurde. Er gründete im selben Jahr mit dem Unternehmer Matthew Boulton die Dampfmaschinenfabrik Boulton & Watt in Soho bei Birmingham. 1794 wurde er Teilhaber der Firma Boulton & Smith, in der seine Erfindung gefördert worden war. Im Jahre 1800 schied Watt aus der Firma aus. Weitere Erfindungen von ihm sind die Kopierpresse und der Dampfkondensator. Nach Watt wurde die Maßeinheit der elektrischen Leistung benannt. Watt wurde in der Westminsterabtei, in der für Großbritannien bedeutende Persönlichkeiten bestattet sind, beigesetzt.