En 1823 Robert fundó una empresa junto con su padre y Edward Pease para construir locomotoras, la Robert Stephenson and Company, que fabricó un buen porcentaje de las primeras locomotoras del mundo, y estuvo operativa hasta mediados del siglo XX.El edificio original de la fábrica todavía existe en Forth Street, Newcastle; en la actualidad se llama Centro Robert Stephenson.Este recorrido presentaba un gran número de desafíos a la ingeniería civil, sobre todo el Túnel Kilbsy, pero aun así se completó en 1838.En otoño de 1850 viajó por Suiza por encargo del Gobierno federal para elaborar dictámenes sobre la red ferroviaria prevista y cuestiones financieras.Entre 1851 y 1853 construyó el ferrocarril de Alejandría a El Cairo en Egipto, que en 1858 fue prolongado hasta Suez.Fue duramente criticado por este diseño, incluso antes del desastre, particularmente por la mala elección de los materiales.
The Rocket
de Stephenson, que está expuesta en el Museo de Ciencias de Londres.
