James Watt, 19 Ocak 1736'da İskoçya'nın Greenock şehrinde gemi işleten zengin bir baba ve kültürlü bir annenin oğlu olarak dünyaya geldi. Çocukken sık hastalandığı için okula devamlı gidemedi. Evde annesi tarafından eğitildi. 19 yaşında Londra'ya gidip ölçüm aletleri imalatçısının yanında çalışmaya başladı.
Sonrasında kendi iş yerini açtı ve çalışmaya devam etti. Ancak izinsiz olduğu için iş yeri kapatıldı. Glasgow Üniversitesi, Watt'a sahip çıkarak kendisini laboratuarlarında cihaz yapması için işe aldı. Üniversite profesörleri Watt'ın kabiliyetini fark ederek onu yetiştirmeye çalıştılar. Fizikçi ve kimyacı olan profesör Joseph Black kendisine hocalık yaptı.
Atölyenin açılmasından sonra buhar gücü üzerinde çalışmaya başladı. 1705 senesinde Thomas Newcomen'ın yaptığı bir model üzerinde uğraşarak buhar makinesini çalıştırmayı başardı. James Watt makineyi sanayide kullanılacak biçime çevirdi.
Tam kapsamlı bir buhar makinesi geliştirmeye çalışan Watt'a Carron Demir İşleri şirketinin kurucusu Joh Roebuck maddi destek sağladı. Başarılı olamayan tasarım maddi sıkıntıya düşünce 8 yıl anketçilik yaptı. Roebuck iflas edince, Matthew Boulton patent haklarını satın alarak Watt ile 25 sene sürecek bir ortaklığa imza attı.
1776 senesinde başarıyla üretilen buhar makineleri ticari olarak satılmaya başladı. Geniş kullanımı, Boulton'un önerisiyle ileri-geri hareketin Watt tarafından dönüş hareketine çevrilmesiyle başladı. Sonraki 6 sene içinde tasarımda çeşitli iyileştirmelerde bulundu.
1794 senesinde Boulton ve Watts şirketini kuran ortaklar, yalnızca buhar makinesi üretmeye başladı. 1824 senesinde şirket 1164 tane buhar makinesi üretmişti. İki ortak büyük paralar kazanarak zengin oldular. 1800 senesinde patent ve ortaklık sonra erince Watt emekliliğe ayrılarak şirketi oğullarına devretti.
Emekliliğinde çeşitli icatlara devam eden Watt, teleskop ile mesafe ölçümü, mektup kopyalama cihazı, yağ lambasında iyileştirmeler, buhar merdanesi ve heykel kopyalama cihazı geliştirmiştir. 1767 senesinde kuzeni Margaret Miller ile evlendi. Bu evlilikten 6 çocuk sahibi oldu. İkinci eşiyle Almanya, İskoçya ile Fransa'yı gezmiş ve Galler'de bir malikane alarak restore etmiştir.
James Watt 19 Ağustos 1819'da Heathfield'de hayatını kaybetti.