nato a Greenock vicino alla città di Glasgow, suo padre era un inventore navale e appaltatore, mentre sua madre, Agnes Muirhead, proveniva da una famiglia distinta e aveva una buona educazione. Entrambi praticavano il presbiterianesimo ed erano membri attivi del movimento Covenanter. Suo nonno, Thomas Watt, era professore di matematica e magistrato della Baronia di Cartsburn.,
Il delicato stato di salute di James durante la sua infanzia gli impedì di frequentare regolarmente la scuola, venendo educato principalmente da sua madre, anche se in seguito frequentò la Greenock Grammar School. Egli ha mostrato grande abilità manuale e attitudine per la matematica, mentre egli non era interessato a latino e greco.
quando aveva diciotto anni, sua madre morì e suo padre iniziò ad avere problemi di salute. Watt viaggiò a Londra e fece apprendistato come costruttore di strumenti per un anno (1755/1756)., Tornò quindi in Scozia e si stabilì nell’importante città commerciale di Glasgow con l’intenzione di creare la propria attività di produzione di strumenti. Ha sviluppato e riparato quadranti riflettenti in ottone, righelli paralleli, scale, parti per telescopi e barometri, tra le altre cose. Poiché non aveva lavorato come apprendista per un minimo di sette anni, la Glasgow Fabbri ‘ Guild (con giurisdizione su qualsiasi artigiano utilizzando martelli) bloccato la sua applicazione, nonostante il fatto che non ci sono stati altri produttori di strumenti matematici in Scozia.,
Watt fu salvato da questa impasse con l’arrivo dalla Giamaica di strumenti astronomici lasciati in eredità da Alexander Macfarlane all’Università di Glasgow, che richiese l’attenzione degli esperti. Watt li ha restaurati per la messa in servizio ed è stato remunerato per questo. Questi strumenti sono stati infine installati presso l’Osservatorio Macfarlane. Successivamente, tre professori gli hanno offerto l’opportunità di creare un piccolo laboratorio all’interno dell’Università. Fu iniziato nel 1757 e due dei professori, il fisico e chimico Joseph Black e il famoso Adam Smith, divennero amici di Watt.,
in un primo momento ha lavorato sulla manutenzione e riparazione di strumenti scientifici utilizzati nell’Università, aiutando nelle dimostrazioni e ampliando la produzione di quadranti. Nel 1759, ha formato una partnership con John Craig, un architetto e imprenditore, per produrre e vendere una linea di prodotti che comprendeva strumenti musicali e giocattoli. L’azienda rimase per i successivi sei anni e impiegò fino a sedici lavoratori. Craig morì nel 1765. Infine, un dipendente, Alex Gardner, ha rilevato l’attività, che è rimasta attiva fino al ventesimo secolo.,nel 1764, Watt sposò sua cugina Margaret (Peggy) Miller, dalla quale ebbe cinque figli, due dei quali vissero fino all’età adulta: James Jr. (1769-1848) e Margaret (1767-1796). Sua moglie morì partorendo nel 1772. Nel 1777 si risposò con Ann MacGregor, figlia di un tintore di Glasgow, dalla quale ebbe due figli: Gregory (1777-1804), che divenne geologo e mineralogista, e Janet (1779-1794). Ann morì nel 1832. Tra il 1777 e il 1790, visse a Regent Place, Birmingham.
era un membro chiave della Lunar Society., Molti dei suoi scritti sono conservati nella Biblioteca di Birmingham. Morì il 25 agosto 1819 a Heathfield, nella sua casa di Handsworth, in Inghilterra, all’età di 83 anni.