Richard Arkwright, det sjätte av sju barn till skräddaren Thomas Arkwright (1691-1753) och hans hustru Ellen Hodgkinson (1693-1778), föddes i Preston den 23 december 1732. Richards föräldrar var mycket fattiga och hade inte råd att skicka honom till skolan och ordnade istället så att hans kusin Ellen lärde honom att läsa och skriva.
Richard blev barberarlärling i Kirkham innan han flyttade till Bolton. Han arbetade för Edward Pollit och 1754 startade han sin egen verksamhet som perukmakare. Arkwrights arbete innebar att han reste runt i landet för att samla in människors kasserade hår. I september 1767 träffade Arkwright John Kay, en urmakare från Warrington, som sedan en tid tillbaka var upptagen med att försöka tillverka en ny spinnmaskin tillsammans med en annan man, Thomas Highs från Leigh. Kay och Highs hade fått slut på pengar och tvingats överge projektet. Arkwright var imponerad av Kay och erbjöd sig att anställa honom för att tillverka den nya maskinen.
Arkwright rekryterade också andra lokala hantverkare, däribland Peter Atherton, för att hjälpa Kay i hans experiment. Enligt en källa: ”De hyrde ett rum i ett avskilt lärarhus bakom några krusbärsbuskar, men de var så hemlighetsfulla att grannarna blev misstänksamma och anklagade dem för trolldom, och två gamla kvinnor klagade över att de surrande ljud de hörde på natten måste vara djävulen som stämde sina säckpipor.”
År 1768 tillverkade teamet spinnramen och patent för den nya maskinen beviljades 1769. Maskinen bestod av tre uppsättningar av parade rullar som vreds i olika hastigheter. Medan dessa rullar producerade garn av rätt tjocklek, vred en uppsättning spindlar fibrerna fast ihop. Maskinen kunde producera en tråd som var mycket starkare än den som tillverkades av den Spinning-Jenny som tillverkades av James Hargreaves.
Arkwrights maskin var för stor för att kunna skötas för hand och han var därför tvungen att hitta en annan metod för att sköta maskinen. Efter att ha experimenterat med hästar bestämde man sig för att använda kraften från vattenhjulet. År 1771 inrättade Arkwright en stor fabrik intill floden Derwent i Cromford i Derbyshire. Arkwright berättade senare för sin advokat att Cromford hade valts för att det erbjöd ”en anmärkningsvärt fin vattenström … i ett område med många invånare”. Arkwrights maskin blev nu känd som Water-Frame. Den inte bara ”spinner bomull snabbare utan producerar också ett garn av finare kvalitet”.