Acabó su primer reloj de péndulo en 1713 (antes de cumplir veinte años), y no se sabe cómo se pudo meter en semejante proyecto, y menos qué conocimientos previos aplicó.

En este periodo Harrison inventó los péndulos de parrilla y el escape saltamontes.

En Londres visitó a Halley y posteriormente al relojero George Graham, quien se convirtió en su mecenas.

Los hermanos Harrison hicieron un viaje por el río Humber para comprobar que funcionaba correctamente y en 1735 se entregó a George Graham, se convocó una expedición marítima hasta Lisboa para probar la precisión de la máquina y finalmente el 30 de junio de 1737 se reunió el Consejo (por primera vez en 23 años) para examinar la maquinaria.

En el año 1741 presentó otra maquinaria al Consejo: la H-2, y es el propio Harrison quien convenció a los miembros de que su trabajo no estaba acabado, por lo que esta maquinaria no se hizo a la mar.

Harrison, que por entonces tenía 48 años y vivía en Londres, se encerró en su taller y no se supo casi nada de él en los veinte años que tardó en construir la H-3.

El H-4 se retrasó solo cinco segundos tras ochenta días navegando por alta mar.

A la vuelta del viaje el reloj cumplió con las expectativas fijadas por el Consejo, pero hubo problemas de última hora que pusieron en duda las comprobaciones realizadas en Jamaica por William.

Se propuso realizar otra prueba: en el año 1764 zarparon hacia Barbados y volvió a superar con éxito los ensayos.

El Consejo tardó en aceptar los datos de este segundo viaje, pero mientras tanto, otras expediciones (entre las que se puede encontrar la del capitán James Cook) se van sucediendo, y todas ellas con gran éxito en sus resultados.

En consecuencia, mientras se estaba probando en alta mar el primer ejemplar del H-5, decidió construir un segundo ejemplar del nuevo cronómetro, que presentó al rey Jorge III para solicitar su ayuda.

Pero su esfuerzo principal se concentró en la construcción de un reloj preciso y robusto.

El H-4 en la actualidad reside inmóvil en las vitrinas del Museo Marítimo de Londres debido al trato inadecuado al que fue sometida su maquinaria por investigadores del pasado, pero cuando se le da cuerda la energía le dura treinta horas.

Harrison desarrolló el modelo H-5 con un diseño muy similar al del H-4, simplificando algunos aspectos mecánicos para incrementar su fiabilidad.