Watt sa narodil v roku 1736 v Greeenocku, do rodiny lodiara a vzdelanej matky. Základné vzdelanie nadobudol najmä doma, ako mladý prejavil veľkú manuálnu zručnosť a zanietenie pre matematiku.
James Watt si neskôr, ako 22-ročný, založil dielňu na Glasgowskej univerzite aj s podporou tamojšieho profesora fyziky a chémie Josepha Blacka, ktorý neskôr významne ovplyvnil ďalšiu profesionálnu dráhu vynálezcu.
Watt sa o pár rokov neskôr začal pokúšať skonštruovať funkčný parný stroj. Vyžiadal si pritom od univerzity Newcomenov parný stroj, ktorý upravil tak, aby získal funkčný a efektívnejší model.
Watt dlho zápasil s nedostatkom finančných prostriedkov ako aj s technologickou nedokonalosťou vtedajšieho spracovávania železa. Napokon však predsa len v roku 1776 dodal prvý stroj do konerčnej prevádzky. Ďalšie objednávky nenechali na seba dlho čakať.
Prvé Wattove parné stroje slúžili najmä na čerpanie vody z baní, pretože neboli schopné krútiaceho pohybu; nedokázali preniesť silu na roztočenie kolesa.
Aby sa využitie parných strojov rozšírilo, Boulton, Wattov obchodný partner a spoločník, primäl slávneho vynálezcu, aby parné stroje preniesli svoju silu aj na rotovanie kolesa. Bežná kľuka však bola vtedy chránená patentom, čo Watt s Boultonom obišli podobným mechanizmom, založeným na ozubených kolesách.
Vďaka ďalším vylepšeniam počas ôsmich rokov od komerčného uvedenia prvého Wattovho parného stroja vzrástla palivová účinnosť týchto zariadení na päťnásobok pôvodne používaného Newcomenovho parného stroja. Watt a Boulton sa postupom času stali boháčmi.
Na prelome storočí, keď vypršal jeho hlavný patent, Watt odišiel od výnosného biznisu, vynachádzaniu sa však venoval aj naďalej. Vynašiel napríklad aj parný mangeľ. V obchode pokračoval jeho syn s ďalšími partnermi.
Hoci James Watt, podobne ako Thomas Alva Edison, pravdepodobne nevynašiel úplne všetky zariadenia a nástroje, ktoré si dal patentovať, jeho parný stroj definitívne zmenil podobu sveta. Parné stroje sa stali bežnou súčasťou ekonomiky a zefektívnili výrobu. Wattov vynález naštartoval priemyselnú revolúciu a priniesol rozvoj v mnohých oblastiach. Postupne sa objavili ďalšie zariadenia využívajúce paru na pohon, ako lokomotívy či parníky.
James Watt zomrel ako 83-ročný v roku 1819. Na jeho počesť vyrástlo veľa sôch, pomenovali sa po ňom ulice, univerzity, a aj fyzikálna jednotka výkonu sústavy SI.
