Принимал участие в совершенствовании паровой машины. Изобрёл паровую машину с шатким цилиндром, машину для сверления камней, золотник. В 1792 году осуществил сухой перегон каменного угля , но в этом он был не первым, так как его обогнал голландец Ян Питер Минкелерс; а 1803 году использовал полученный при перегоне газ для освещения завода в Сохо в Бирмингеме. В 1784 году предложил модель кареты с паровым двигателем, являющуюся одним из первых автомобилей.
Griffiths, John. The Third Man, The Life and Times of William Murdoch 1754—1839. Illustrated with Black-and-white photographic plates and diagrams with Bibliography and Index. — Andre Deutsch, 1992. — ISBN 0-233-98778-9
Thomson, Janet. The Scot Who Lit the World. The Story of William Murdoch Inventor of Gas Lighting. — 2003. — ISBN 0-9530013-2-6