1821 wurde Stephenson Bauleiter der Stockton-Darlington-Bahn, welche die Kohlenschätze der Grafschaft Durham mit der Nordsee zu verbinden bestimmt war. Noch ahnte niemand, Stephenson ausgenommen, daß hier die Dampfkraft an Stelle der Pferdekraft treten werde. Indes überzeugte sich Peace, einer der bedeutendsten Aktionäre, durch eine sorgfältige Prüfung der Maschinen von Killingworth vollkommen von dem Nutzen ihrer Anwendung, so daß er Stephenson eifrigst unterstützte. Am 22. Mai 1822 ward die erste Schiene gelegt, im darauffolgenden Jahre in Newcastle eine kleine Lokomotivfabrik erbaut, und am 27. September 1825 fand die Eröffnung der ersten Spurbahn mit Personenbeförderung statt. Die Maschine Nr. 1 — es waren deren drei bestellt worden — bewältigte eine Zuglast von 90 t mit einer Geschwindigkeit von 12, zuweilen sogar 15 englischen Meilen pro Stunde; befördert wurden 450 Personen. So bezeichnet die Eröffnung der Stockton-Darlington-Bahn eine neue Epoche des Verkehrswesens. Zunächst blieben allerdings für die Personenwagen noch eine Zeitlang die Pferde in Gebrauch; aber für den Kohlentransport wurden die von Stephenson gebauten Lokomotiven bereits dauernd verwendet.
Fig. 50. Eröffnung der Stockton-Darlington-Eisenbahn.
Um die Zeit, als man mit dem Bau der Stockton-Darlington-Bahn begann, wurde auch eine Eisenbahnverbindung zwischen den beiden Knotenpunkten des englischen Handels, Manchester und Liverpool, projektiert. Die diesbezügliche Bill war im Parlament auch durchgegangen trotz aller Gegenanstrengungen der feindlichen Partei. In jenen Tagen stellte Stephenson, der auch hier auf Einführung der Lokomotive statt des Pferdebetriebes drang, die Behauptung auf, „er könne eine Lokomotive mit einer Geschwindigkeit von 20 Meilen pro Stunde bauen“. Diese Äußerung veranlaßte die berühmt gewordene Erwiderung in der englischen Zeitschrift „Quarterly Review“: „Was kann wohl handgreiflich lächerlicher und alberner sein, als das Versprechen, eine Lokomotive für die doppelte Geschwindigkeit der Postkutschen zu bauen? Ebensogut könnte man glauben, daß die Einwohner von Woolwich sich auf einer Congreveschen Rakete abfeuern ließen, als daß sie sich einer solchen Maschine anvertrauen würden!“
Fig. 51. Stephensons „Rocket“.
Der Bau der Bahn wurde endlich begonnen, und zwar fungierte hierbei Georg Rennie als beratender und Stephenson als oberster ausführender Ingenieur. Letzterer entwarf sämtliche Details der Linie, zeichnete die Maschinen, die Brücken, die Drehscheiben, die Weichen, die Kreuzungen und war für jeden Teil der Anlage verantwortlich. Als der Bau sich seinem Ende näherte und die Frage hinsichtlich der anzuwendenden Betriebskraft immer mehr zur Entscheidung drängte, trat Stephenson neuerdings nachdrücklichst für die endliche Einführung des Lokomotivbetriebs ein; aber erst, nachdem heftige Debatten im Schoße der Direktion der Bahn stattgefunden, wurde beschlossen, es mit der Lokomotive zu versuchen. Am 25. April 1829 wurde von dem Direktorium der Liverpool-Manchester-Bahn eine Belohnung von 500 Pfd. St. für eine Lokomotiv-Maschine ausgesetzt, die ihr dreifaches Gewicht mit einer Geschwindigkeit von 10 englischen Meilen (15 km) in der Stunde ziehen, auf Federn ruhen und nicht mehr als 550 Pfd. St. kosten sollte. Als Tag der Probe wurde der 6. Oktober festgesetzt. Vier Lokomotiven erschienen auf dem Kampfplatze: die „Novelty“ des Maschinenbauers Braithwaite, die „Sanspareil“ von Hackworth, einem ehemaligen Werkführer Stephensons, die „Rocket“ von Stephenson und die „Perseverance“ von Burstall. Die Wettfahrten fanden bei Rainhill, 15 km östlich von Liverpool, statt. Hierbei gewann nun Stephensons Maschine, deren Princip in allen Hauptteilen das noch heute gebräuchliche ist, nicht nur den Preis, sondern übertraf die gestellten Bedingungen beträchtlich, indem sie ihr fünffaches Gewicht mit einer Geschwindigkeit von 20 englischen Meilen (30 km) zog. Als der Preis dem Sieger zuerkannt war, unternahm Stephenson, nun aller einschränkenden Verhaltungsmaßregeln ledig, eine Schlußfahrt mit der unerhörten Geschwindigkeit von 35 englischen Meilen (ca. 52 km) in der Stunde! Das war ein Erfolg, der selbst die kühnsten Erwartungen übertraf. Mit Recht sagt daher v. Weber: „Mit den Tagen von Rainhill war der eigentliche Schöpfungsakt des Eisenbahnwesens geschlossen. Was von nun an geschehen im Bereiche der Technik des Eisenbahnwesens, das war Ausbildung, Vervollkommnung, Verstärkung, Entwicklung von Keimen, die fast alle schon in Stephensons großer Schöpfung enthalten waren.“
Unverzüglich wurde nun die erforderliche Anzahl von Lokomotiven für die Liverpool-Manchester-Bahn beschafft, und im September 1830 ward die Linie in aller Form dem Verkehre übergeben. Es war ein Nationalfest, an dem sich nicht nur das Volk, sondern auch der Adel, hervorragende Politiker, die Repräsentanten der Regierung, der Kunst und Wissenschaft, kurz alles, was England an hervorragenden Geistern besaß, beteiligte. 600 Passagiere bestiegen den nach Manchester abgehenden Zug, der zeitweilig 20 bis 25 Meilen die Stunde zurücklegte. Die Volksmasse, die sich längs der Bahnlinie aufgestellt hatte, jauchzte dem seltsamen und für sie unbegreiflichen Schauspiele zu, und die Erzählung von den wunderbaren Leistungen, die an jenem Tage auf der neuen Bahn erreicht wurden, erfüllte das ganze Land und beschleunigte die allgemeine Einführung des neuen Verkehrssystems.
In den folgenden Jahren widmete Georg Stephenson seine ganze Zeit dem Bau der Eisenbahnen und der Verbesserung der Lokomotive. Hierbei wurde er von seinem Sohn Robert unterstützt, dem er schließlich auch sein Geschäft übergab; er selbst zog sich nach Tapton House an der Midlandbahn zurück und verbrachte hier den Rest seines Lebens.
Am 12. August des Jahres 1848 starb er, 67 Jahre alt, von allen geehrt und im Besitze eines unsterblichen Ruhmes. Kurz nach seinem Tode wurden ihm in Liverpool, Newcastle und London Bildsäulen errichtet. Das herrlichste Denkmal aber ist jenes, das er selbst durch seine menschenfreundlichen Stiftungen sich gesetzt hat, besonders durch ein wohlorganisiertes Versorgungssystem zum Besten seiner Arbeiter.