През 1730 г. Харисън прави първите чертежи на своя морски хронометър в опит да се състезава за наградата. Заминава за Лондон да търси пари. Там представя идеите си на кралския астроном Едмънд Хали, а той от своя страна го свързва с най-изтъкнатия часовникар в страната Джордж Греъм. Изглежда, Греъм е бил впечатлен от чертежите на Харисън, защото лично му заема пари, за да направи модела на своя хронометър.
На Харисън са му нужни 5 години,
за да построи първия си часовник, станал известен по-късно като H1 (от англ. – „Харисън номер едно”). Той се основава на двойка рамена с тежести, които се движат в противоположни посоки и са съединени с пружини. Рамената на часовника не се влияят от гравитацията или движението на кораба. Харисън го представя на членовете на Кралското научно общество, които от своя страна го предават на Комисията за географската дължина. Тя решава, че това е първият проект, който си заслужава да бъде изпитан в морето. През 1736 г. Харисън плава до Лисабон на борда на кораба „Сентурион”, а се връща обратно с „Орфорд”. След завръщането си и капитанът, и щурманът хвалят часовника за голямата му точност.
Това не е презокеанското пътуване,
което иска комисията за наградата. Тя обаче е достатъчно впечатлена от устройството и отпуска на Харисън 500 лири за по-нататъшни проучвания. Харисън започва да разработва модела H2, който е по-компактен. През 1741 г., след 3 години моделиране и 2 години наземни тестове, вторият хронометър е готов. В това време обаче Великобритания води война с Испания и механизмът се смята за твърде важен, за да се рискува да попадне в ръцете на врага. В същото време обаче Харисън открива сериозен дефект в баланса на лостовете. От комисията му дават още 500 лири, докато трае войната, и с тях изобретателят започва да работи по третия си хронометър.
Харисън разработва H3 в продължение на 17 години!
Въпреки всичките му усилия той не работи с мечтаната точност, но се оказва особено ценен като експеримент. С третия си часовник Харисън оставя на света
две важни нововъведения -
биметалната пластина и затворения ролков лагер.
След 30 години на усилени експерименти Харисън се мести да живее в Лондон в края на 1758 г. Подпомаган от някои от най-добрите часовникари, той създава първия успешен морски хронометър. Това е истинско произведение на изкуството. Хронометърът е малко по-голям от джобен часовник, със сребърен обков и носи подписа на Харисън. На него пише Номер 1 и годината – 1759.
Разработването на H4 отнема 6 години. Конструкторът, вече 68-годишен, поверява часовника на сина си Уилям, който заминава с него на презокеанско плаване през 1761 г. Когато корабът „Детфорд” пристига в Ямайка, часовникът е изостанал с едва 5 секунди, което отговаря на грешка от 1 морска миля. След връщането на кораба Харисън си иска наградата от 20 хил. лири. Комисията за географската дължина обаче
решава, че точността на часовника се дължи на късмет,
и иска нов опит. Баща и син са възмутени, работата стига до парламента, който предлага 5000 лири за проекта на часовника. Семейството отказва, но е задължено да направи още едно плаване с механизма до Бриджтаун на карибския остров Барбадос. При второто пътуване часовникът също се оказва изключително точен, като закъснява с едва 39 секунди. На кораба обаче пътува и Невил Маскилайн, който разработва паралелен метод за лунарните дистанции за определяне на географската дължина. При завръщането си Маскилайн е назначен за кралски астроном и като такъв влиза в Комисията за географската дължина.
