Впоследствии Тревитику удалось добиться еще большей скорости, к тому же паровоз тянул поезд из пяти вагонеток, общим весом около 25 т. Повозка Тревитика стала первой рельсовой паровой машиной в мире. Она имела один горизонтально расположенный паровой цилиндр, движение поршня передавалось ведущим колесам при помощи кривошипно-шатунного механизма и системы зубчатых колес. Чтобы облегчить прохождение шатуна через мертвые точки, Тревитик применил маховое колесо. Весил паровоз 6 тонн. Котел имел цилиндрическую форму и обратную жаровую трубу, сама топка была устроена в передней части паровоза.
Большим затруднением при первых опытах с паровозом явился рельсовый путь: состоявший из хрупких чугунных рельсов, он не был приспособлен для передвижения настолько тяжелого локомотива. Рельсы просто ломались под такой тяжестью, что вызывало частые задержки. В конце концов этот паровоз пришлось снять с рельсов, стало ясно, что машина требует доработки. Через три года упорной работы над усовершенствованием паровоза и рельсового пути Тревитик построил первую в мире кольцевую дорогу в Лондоне. У постройки этой были две простые цели: популяризация изобретения и получение финансовой поддержки.
Современные Тревитику газеты так описывали эту железную дорогу: «Наиболее удивительный вид транспорта, когда-либо изобретенный, представляет собой паровую машину на четырех колесах, устроенную таким образом, что она свободно и без всякой посторонней помощи мчится по кругу со скоростью 15–20 миль в час. При этом весит она 8 тонн и на ближайших скачках в Нью-Маркете будет состязаться с тремя лошадьми в беге в течение 24 часов, взяв старт одновременно с ними.»
Несколько позже Тревитик открыл для всеобщего пользования небольшую кольцевую железную дорогу вблизи одного из лондонских скверов. Всякий мог осмотреть и паровоз, и прицепленные к нему вагончики. Кольцевая дорога работала несколько недель, затем рельсы лопнули и паровоз опрокинулся. Тревитик, затративший на постройку дороги все свои средства, был вынужден прекратить дальнейшие работы.
Однако идея машины на паровом двигателе не покидала исследователей, над созданием новых паровозов продолжали работать другие изобретатели. За период с 1803 по 1814 год появилось много весьма разнообразных моделей рельсовых паровозов. В это время в Англии над созданием различных моделей работали изобретатели Бленкинсоп, Меррей, братья Чемпей, Брентон, Хедли и др.
В 1814 году сконструировал и испытал свой первый паровоз Джордж Стефенсон (1781–1848). Он в основном и решил проблему создания парового железнодорожного транспорта.
Стефенсон вышел из рабочей среды. Его отец и дед работали на угольных шахтах близ Ньюкасла. Сам Стефенсон в молодости также работал в угольных копях. Самоучка, он с большим упорством изучал механику, физику и другие науки. Параллельно с учением изобретал различные машины и механизмы.
Свой первый паровоз Стефенсон назвал «Блюхер» — в честь победителя Наполеона при Ватерлоо. Конструкция «Блюхера» повторяла многие решения для паровозов, к которым пришли изобретатели ранее. Первый паровоз Стефенсона был очень тяжел, медленно двигался, работал малопроизводительно, но бесперебойно. За этой конструкцией последовала вторая, потом следующие. До 1825 года он построил около 16 различных моделей, упорно добиваясь наиболее приемлемой конструкции. Не обошел Стефенсон вниманием и совершенствование рельсового полотна.
До 1825 года паровозы использовались главным образом на маленьких частных дорогах, обычно обслуживающих нужды рудников или фабричных предприятий. Появление более совершенных конструкций стимулировало строительство новых железнодорожных линий. В 1818 году была построена железнодорожная линия протяженностью 61 км между Стоктоном и Дарлингтоном, предназначенная для перевозки угля. В 1825 году Стоктон-Дарлингтонская линия была открыта для публики. На современников это произвело колоссальное впечатление.
Новая железная дорога быстро показала преимущества парового транспорта. Популярность железнодорожных перевозок в Англии росла, многочисленные изобретатели работали над созданием и совершенствованием новых видов локомотивов, а в 1829 году был объявлен конкурс на создание лучшего паровоза. Стефенсон представил на конкурс свою новую машину — знаменитую «Ракету». Мощность «Ракеты» составляла 13 л. с. «Бой паровозов», как называли этот конкурс, закончился победой «Ракеты», которая свободно тянула поезд весом в 17 т со скоростью до 21 км/ч. Скорость паровоза с одним пассажирским вагоном и 36 пассажирами составила 38 км/ч.
«Ракета» оставалась наиболее совершенным локомотивом того времени. Изобретатель приспособил к паровозу только что появившийся тогда трубчатый котел, который дал возможность значительно увеличить скорость. «Ракета» была построена с учетом всех достижений паровозостроения своего времени и явилась своеобразным итогом начального периода совершенствования парового транспорта.