Richard Arkwright, il sesto dei sette figli di Thomas Arkwright (1691-1753), un sarto, e sua moglie, Ellen Hodgkinson (1693-1778), nacque a Preston il 23 dicembre 1732. I genitori di Richard erano molto poveri e non potevano permettersi di mandarlo a scuola e fecero in modo che la cugina Ellen gli insegnasse a leggere e scrivere.
Richard divenne apprendista barbiere a Kirkham prima di trasferirsi a Bolton. Lavorò per Edward Pollit e nel 1754 iniziò la sua attività come parrucchiere. Il lavoro di Arkwright lo portava a viaggiare per il paese raccogliendo i capelli scartati della gente. Nel settembre 1767 Arkwright incontrò John Kay, un orologiaio di Warrington, che era stato impegnato per qualche tempo nel tentativo di produrre una nuova macchina per la filatura con un altro uomo, Thomas Highs di Leigh. Kay e Highs avevano finito i soldi ed erano stati costretti ad abbandonare il progetto. Arkwright fu impressionato da Kay e si offrì di assumerlo per realizzare questa nuova macchina.
Arkwright reclutò anche altri artigiani locali, tra cui Peter Atherton, per aiutare Kay nei suoi esperimenti. Secondo una fonte: “Affittarono una stanza in una casa isolata dell’insegnante dietro alcuni cespugli di uva spina, ma erano così riservati che i vicini erano sospettosi e li accusavano di stregoneria, e due vecchie donne si lamentavano che i rumori ronzanti che sentivano di notte dovevano essere il diavolo che accordava le sue cornamuse.”
Nel 1768 la squadra produsse lo Spinning-Frame e un brevetto per la nuova macchina fu concesso nel 1769. La macchina comprendeva tre serie di rulli accoppiati che giravano a velocità diverse. Mentre questi rulli producevano il filato dello spessore corretto, una serie di fusi attorcigliava saldamente le fibre tra loro. La macchina era in grado di produrre un filo che era molto più forte di quello fatto dalla Spinning-Jenny prodotta da James Hargreaves.
La macchina di Arkwright era troppo grande per essere azionata a mano e così dovette trovare un altro metodo per far funzionare la macchina. Dopo aver sperimentato con i cavalli, fu deciso di impiegare la potenza della ruota ad acqua. Nel 1771 Arkwright installò una grande fabbrica vicino al fiume Derwent a Cromford, Derbyshire. Arkwright più tardi disse al suo avvocato che Cromford era stata scelta perché offriva “un notevole flusso d’acqua fine… in una zona molto piena di abitanti”. La macchina di Arkwright ora divenne nota come Water-Frame. Non solo “filava il cotone più rapidamente ma produceva un filato di qualità più fine”.