Instal·là una petita fàbrica de filats (1751) a Cromford. El 1768 féu construir una màquina de filar cotó que operava contínuament i que no reproduïa les operacions manuals, sinó que el procés del filat era concebut per a ésser fet mecànicament. Instal·là (1771), amb algunes màquines mogudes per aigua (d’ací el nom de water frame de les màquines d’Arkwright), una segona fàbrica que aviat adquirí les proporcions d’una gran empresa. Encoratjat pels èxits, instal·là encara més tallers a Belper Birkacre (Lancashire) i a Manchester; el 1782 donava feina a més de 5 000 obrers. El 1775 obtingué una nova patent que representava la mecanització de totes les operacions complementàries del filat. Una conseqüència d’aquest fet fou la paralització dels petits tallers manuals i la consegüent reacció: el 1779 fou destruïda la seva fàbrica de Birkacre. Hagué de defensar les seves patents en tres judicis i en el darrer (1785) hom conclogué que la water frame havia estat inventada per Thomas Hayes (o Highs) el 1767. Les seves patents foren declarades de domini públic, però Arkwright dominava ja completament la indústria del filat a Anglaterra.