Lokomotifi ilk düşünen, daha doğrusu ilk gerçekleştiren Trevithick oldu. 1801'de inşa ettiği ve kendinden öncekilerden daha başarılı bir sonuç alamadığı buharlı arabası hatırlardadır. Bu başarısızlık buharlı lokomotifin mucitini sarstı; sabırsız, ama hünerli bir kişi olduğundan başka şeyler üzerinde çalışmaya başladı. Ancak, emeklerinin büsbütün boşa gitmesini de istemediğinden, bir süre sonra makinesinin ray üzerinde giden arabaya bağlanmasını madencilere teklif etti.
İcadını yalnız Merthyr-Tydvil Firması kabul etti (1804), fakat bu büyük bir yarar sağlamadı. Araç, beygirin yerini tutmasına tutuyordu ama, ne ondan daha hızlı gidebiliyor, ne de güven verebiliyordu. Perdahlı bir yüzey üzerinde tekerlekli araçla taşıma, ancak hafif yükler için mümkündü. Çünkü belli bir ağırlık aşılınca, kayma yapıyordu. Mühendisler bu sakıncayı giderici çareler aramaya koyuldular. Bu yoğun çalışmalar, kömürün buharlı araçla taşınması işinin gerçek bir ihtiyaç halini aldığını ispatlamaktadır.
Trevithick ve Vivian, artık rahatça lokomotif diyebileceğimiz bu makinenin tekerleklerine çıkıntılar işlemeyi önerdiler. 1811'de John Blenkinsop (1783-1831), ray ve tekerlekleri bir dişli bindirmelik şeklinde imal etmenin gerektiğini ileri sürdü. 1812'de William Chapman (1749-1832), lokomotifi bir yana koyup yol boyunca sabit makineler kurmak, böylece yükü kablolarla ve bu makineler aracılığıyla çekmek gerektiği fikrini ortaya attı. 1813'te Brunton daha da saçma bir fikri, tekerleği bir yana atıp lokomotife atınki gibi ayaklar takılması gerektiğini savunmaya koyuldu. İşin garibi bunları dinleyenler hatta taraftar olanlar da çıktı.
Sonunda havadan sözler etmektense rayda kayma işinin ne olduğunu anlamak için deneyler yapmayı düşünen biri ortaya çıktı: Bu Wylam maden ocaklarında mühendis olan William Hedley idi. Lokomotife belli bir ağırlık verildiğinde tekerleğin raya yapıştığını ve kayma yapmadığını gözlemledi. Bunun üzerine Hedley, bütün ağırlığın yük çekmeye harcanması için çift dingilli bir lokomotif inşa ederek, bu aracın ağır yük taşımaya elverişli olduğunu ispatladı.
Hedley'in lokomotifinin Wylam'da, Blenkinsop'unki Middleton'da başarıyla işleyince yeni yük taşıma aracı dikkati çekmeye başladı. Makineyi görmek için koşanlardan çoğu mühendis ve teknisyenlerdi Bunlardan biri de Killing-worth taşkömürü ocaklarında teknisyen olan Stephenson idi.
Wylam'da 9 Haziran 1781'de doğan George Stephenson'un çocukluğu yoksulluk içinde geçmişti, önce çobanlık yapmış yedi ile on bir yaşları arasında, tarım işçisi olmuştu. Bir süre sonra da babasının çalıştığı maden ocağına kazancı olarak girdi. Görevi, başka birkaç işçiyle birlikte ocağa kömür atmaktan başka bir şey değildi. Buharlı makineye karşı büyük ilgi duymuş ve işleyişini incelemişti. Bu arada aracın değerini takdir etmekle kalmayıp kusurlarını bulmuş, bunları gidermenin çarelerini araştırmaya koyulmuştu, işte çalışmaları bu safhaya vardığında bu konuyla ilgili bilgisinin çok yetersiz olduğunu anladı.
Sıfırdan başlaması ve çok şey öğrenmesi gerektiğini itiraf etmek cahil kişilerde büyük bir zekâ belirtisidir. Bu tekniğin temeli olan bilimi iyice incelemeden ve sindirmeden en o ıfoV Kir teknik aelisme yöntemi ya da bir yenilik ileri sürmenin doğru olmayacağını düşünmesi mucit için takdire değer bir davranıştır.
Stephenson 18 yaşında okuma "yazma öğrenmeye koyuldu. Sonra da gece kurslarına yazılarak matematik, fizik ve mekanik öğrenmeye başladı. Böylece kendi kendini yetiştiren mucitlerin en önemlilerinden birisi oldu. Halk diliyle yazılmış birkaç bilim kitabı okuyup bir konu hakkında az çok bilgi edindiler mi bilgiçlik taslayan insanlara günümüzde de rastlarız.
Stephenson da bu kuralın dışında kalmadı, ama çok zeki bir insan olduğundan Newton mekaniğini yıkmaya varan tasarıları hakkında hayallere kapılmadan önce, yıkmayı kurduğu mekaniği köklü bir şekilde bilmesi gerektiğini anladı. Hemen oğlunun okul kitaplarına sarıldı. Onu, kendisi gibi cahil kalmaması için koleje göndermişti. Kendisi de onun aracılığıyla kolej derslerini izlemeye koyuldu. Newcastle'daki Felsefe ve Edebiyat Derneğinin seminerlerine de katılıyordu. 1820'den başlayarak Edinburg Üniversitesine giden oğlunun teşvikiyle de onunla birlikte üniversitenin kurslarını izlemeye koyuldu.
Bilimsel eğitimi, teknik yeteneklerinin düzeyine yükseldikçe mucit dehası meydana çıkmakta ve şeflerinin dikkatini çekmekteydi. O kadar ki, 1814'te Hedley'in makinesiyle ilgilenip bir benzerini Killingworth'da imal etmeyi önerdiğinde, madende artık bir işçiden çok bir mühendis olarak çalışmaktaydı. Stephenson ilk lokomotifini aynı yıl imal etti. Bu, 4 tekerleğin üzerinde monte edilmiş yatay duran bir silindirdi, iki yanında, bir manivela aracılığıyla tekerlekleri çeviren pistonların işleticisi iki ufak silindir daha bulunmaktaydı.
1816'da Stephenson bu prototipi geliştirdi. Tekerleklerin uyumlu gidişini sağlamak için bunları, birleştirici bir devrim koluna bağladı ve ocağın çekimini artırmak için silindirden çıkan buharın bir bacayla dışarıya atılmasını sağladı. 1817'de yeni bir model sundu. Bunda kazan, bir basmatulumba aracılığıyla sürekli olarak su almaktaydı. 70 ton yükle dolu vagonları 8-10 km. hızla götüren bu son lokomotif Killing-worth demiryolunda on yıl hizmet gördü. Bu başarı Stephenson'un madenden ayrılıp bir lokomotif fabrikası kurmasına yetecek kadar büyüktü ve mucit 1822'de Newcastle'da fabrika açtı.
İlk önemli siparişini 1825'te aldı: Newcastle'ın güneyinde, birbirinden 39 km. uzakta bulunan Stockton-Darlington şehirleri arasındaki demiryolu için üç lokomotif... Hat büyük bir törenle açıldı. 90 ton yük alıp saatte 20 km. hızla gidecek olan lokomotife 'resmi zevatı' ve müzikçileri taşıması için bir de vagon bağlandı. İlk yolcu treniydi bu. Treni atlıların izlemesine karar verilmişti, ama o dönemde 40 km. gibi inanılmayacak bir hızla bayırı inerek atları pes ettirdi.