1781年，斯蒂芬遜出生於英格蘭北部一個叫華勒姆的村莊。父親是煤礦工人，母親是家庭婦女，兩人都不識字。
斯蒂芬遜和他的父母一樣，從未上過學，八歲時就去給人家放牛，十歲時在煤礦上做些零活，十四歲就跟隨父親到煤礦上工。由於家境貧困、出身低微，斯蒂芬遜的童年是在嘲諷中度過的，可他從不把嘲弄當回事。
在煤礦，斯蒂芬遜經歷了最艱苦的勞動，於是他下定決心，一定要發明一種能夠不用人力運煤的機器。1801年，英國人特勒維製造出第一臺蒸汽機車。這部機車在試車時不是在鐵軌上，而是在馬路上。很多人嘲笑特勒維說：“你的火車還不如我的馬車跑得好呢。”特勒維一生氣，便不再去研製火車了。
斯蒂芬遜卻來了興趣，於是他找到特勒維，要跟他學習研製火車。特勒維說：“你如果不怕被人嘲笑，就一個人去研製火車好了，我是再也不會幹這樣的傻事了。”斯蒂芬遜想，煤礦上的蒸汽機能把深井裏的水抽上來，特勒維製造的機車能拉動十幾噸重的東西，這力量是從哪裏來的呢?他仔細觀察，反覆思考，悟出了其中的奧妙：火車拉得多、跑得快，全靠“大力士”蒸汽機。
爲了掌握蒸汽機的原理，斯蒂芬遜不怕吃苦，長途跋涉，步行1000多公里，來到瓦特的故鄉蘇格蘭，在那裏學習研究了一年。斯蒂芬遜在總結和掌握了前人制造蒸汽機車的經驗教訓以後，終於在1814年製造出了他的第一臺蒸汽機車“布魯海爾”號。
同年七月，斯蒂芬遜進行了第一次試車。這輛火車頭運行在平滑的軌道上，載重30噸，牽引着8節車廂，行駛時不會脫軌，但行駛的速度很慢。由於沒有裝配彈簧，車開起來，震動得很厲害。
有人譏笑斯蒂芬遜：“你的車怎麼還不如馬車跑得快呀?”有的人說：“你那玩藝兒拉東西不中用，可聲音比打雷還響，把牛馬都給嚇跑啦!”一些原來贊成試驗蒸汽機車的官員現在也開始反對了，斷言用蒸汽機車做交通工具是不可能的。
斯蒂芬遜並沒有因爲試車的不理想而氣餒，他又對火車頭繼續進行研究和改進。1825年9月27日，斯蒂芬遜製造的“旅行1號”機車，在斯托克頓—達靈頓鐵路上試車。許多人都替斯蒂芬遜擔憂，怕他這次的試車再遭失敗，但更多的人在等着看他的笑話。
只見斯蒂芬遜操縱着機車，蒸汽引擎吸入大量氣體，又放出部分蒸汽，呼呼作響，人們紛紛避閃，老人、婦女和兒童驚恐萬分，都認爲機車即將爆炸。觀察了一會兒，見沒有什麼動靜，才又走近觀看。緊跟隨這輛火車之後的是四節由馬匹牽引的車廂，上面也坐滿了工人，使衆人清楚地看到了兩者力量的優劣。
這就是世界上第一條公用鐵路，而奔馳在它上面的火車，也就是當時轟動了英國和歐美的“怪獸”。這次試車的成功，使鐵路運輸登上了歷史舞臺。
然而依然有人驚恐萬狀。當時，就有美國一家報社發表文章反對火車的使用，但依然無法阻止火車的飛速發展，人類文明的車輪飛速前進。
