在那些欣賞他的教授當中，有一位是物理學教授羅伯特·迪克博士。迪克博士邀請瓦特到物理系去，幫他安裝一批剛剛運到的教授天文學用的儀器。在完成這項工作任務期間，瓦特表現出的聰明熱情和熟練的技巧，給迪克博士留下了深刻的印象；瓦特對這位既有高深學問又很平易近人的教授，也從心眼裡敬佩不已。
就這樣，他們倆成為終生的好朋友。
迪克博士顯然認為瓦特作為一個急需拜師學藝的年輕人，繼續在格拉斯哥待下去，是沒法得到進一步提高的。為了學到真本領，他必須到倫敦去，因為倫敦集聚了一批舉世聞名的儀器製造商，只有拜他們為師，才能學到真手藝。他把這種想法告訴了瓦特，並且表示如果瓦特能夠取得父親的同意，他將給瓦特寫一封介紹信，也許人家會收留他。
1755年的
5月，瓦特回到格里諾克，找他父親商量去倫敦拜師學藝的事。
他的父親高興地說：「既然有迪克博士引見，那你就及早動身去吧，因為能跟那些大名鼎鼎的儀器製造商學徒，是一件非常難得的事情。」很快，他就給兒子準備了足夠的盤纏。
6月
7日，詹姆斯·瓦特騎上父親給他準備的一匹馬，動身到倫敦去。
與他一起策馬同行的，是一位名叫約翰·馬爾的海軍教官。這位年輕的軍官是格里諾克那所文法學校校長的兒子，名字也同他的父親一樣。他這次到南方去，是為了到停泊在泰晤士河裡的「漢普頓宮廷」號軍艦上工作。詹姆斯當年在文法學校讀書時，曾經是馬爾校長的得意門生。
這次同他兒子結伴同行，自然是一件非常舒心的事情。
瓦特是第一次出遠門，到一個完全陌生的地方去。他的行李箱是從利思裝船，通過海路運往倫敦的。在他的衣袋裏，小心翼翼地裝着迪克博士的一封介紹信。這封推薦函是寫給著名的儀器製造商詹姆斯·肖特的，他住在倫敦斯特蘭德區的薩裡街，也是一位蘇格蘭人。
瓦特本來可以跟着他的行李，一道搭船走海路去倫敦，但是，由於他相信「有陸不登舟」的哲理名言，害怕乘船旅行會遇到意外事故，「天有不測風雲」嘛！他的弟弟小約翰，不就是好端端地被風浪淹死在大海裡的嗎？
想到這些，他還是選擇了走陸地這條比較艱苦和相對緩慢的道路。
馬爾比瓦特大幾歲，生活經驗也比瓦特多。這兩位年輕的旅伴，從格里諾克動身以後，首先是經過戈德斯特裡姆和伯裡克，到達英格蘭的北部重鎮紐卡斯爾，然後沿著當時最好的道路大北方路直線南下。
6月初的英國，算是一年中最好的季節，天氣通常晴朗，這給路上的行人提供了方便。他們兩個騎馬的技術都不高明，一路上只能慢騰騰地走着，時而聊天，時而觀景，整整花了
14天的時間，終於到達了倫敦。
首都倫敦是一個繁華的大都市，從小地方初來的瓦特，從一開始就遇到了不少的困難。他費了好大勁才找到了詹姆斯·肖特，把迪克博士的那封薦舉信恭恭敬敬地交給了他。肖特雖然很友好地接待了瓦特，但卻不肯收他為徒。他指點瓦特去找了另外幾名儀器製造商，得到的回答卻都大致相同。
他們不肯收留瓦特的主要原因，是因為他沒有正式學過徒，而現在才開始當學徒工，又顯得年齡太大了。如果把他作為一名出了徒的工匠留下幹活，他又不合乎當時的僱傭規定。
倫敦的行會制度，一直是非常嚴格的。任何一個外來戶，要想在一門技術行業裡站住腳，都是一件十分困難的事情，更何況像瓦特這種不合乎規定條件的人了。有真才實學是一回事，有學徒經歷和出徒證明又是另外一回事。
看來，只講文憑不認人的情況，古今中外都有這種現象。
可憐的瓦特在倫敦街頭白白跑了一個月，遇到了一次又一次的失望。但是，功夫不負有心人，他那種堅持不懈、忍辱負重的精神，最後終於取得了如意報償。在瓦特的真誠懇請下，科恩希爾地區芬奇巷的儀器製造商約翰·摩根，終於同意留下他當一年學徒工，條件是要付給他
20個畿尼的學費，還要為他無償地幹一些活。瓦特痛快地答應了他的條件。
摩根是一位學者，是當時倫敦有名的數學家，同時又是掌握操作技術的手藝人。在儀器製造業這個行當裡，像他這種理論和實踐都在行的能手並不多見，自然他會成為一名佼佼者。
1752年，他曾為西班牙國王製作了一個
18英吋的反射望遠鏡，收取了
1200英鎊的費用，在同行中一時傳為美談。
也正由於摩根的名氣大，才有足夠的膽量，敢於藐視時鐘儀表製造商行會那些神聖的規定。倫敦的這個行會曾明文規定：“任何外來人，不管他是外國人還是英國人，都不准加入儀器儀表製造商行會，也不許在這一行業裡當學徒。很明顯，他們是想通過技術壟斷，來為自己謀取高額利潤。
瓦特在倫敦找到肯收留他的師傅以後，心情非常高興。在給他父親的一封信裡，瓦特曾這樣談論他的師傅摩根：「雖然他主要是一位黃銅匠人，但在這門行當的很多方面，他能夠教我學會不少東西，例如各種產品的規格、比例和象限等。」
瓦特在倫敦
12個月的學徒期間，曾給自己的生活節奏安排得十分緊張。
他決心要在這為時一年的學徒生涯中，掌握別人通常要用
3～
4年的訓練才能學會的技藝。為此，他必須兢兢業業，埋頭苦幹。師傅的耐心指點，加上他原有的功底，再加上他的刻苦努力，勤學苦練，就使得他的手藝進步很快。
