Осенью 1764 г. Ползунову было дано несколько помощников, и он приступил к строительству своей паровой машины. К этому времени он существенно переработал свой первоначальный проект, и теперь это должна была быть не маленькая машина мощностью в 1,8 л.с., а полномасштабная заводская машина, способная приводить в действие воздуходувные мехи 6 – 12 заводских плавильных печей. Судя по сохранившимся чертежам, её мощность составляла 27 л.с. Это был мировой рекорд того времени. Столь мощных паровых машин нигде в мире тогда не было. Главный секрет такой большой мощности заключался в наличии двух цилиндров.

И.И. Ползунов сконструировал и изготовил специальный станок для обточки и шлифовки цилиндров и других частей строящейся машины.

К несчастью, 16 мая 1766 г., за неделю до пробного пуска машины, Ползунова не стало. Он умер от чахотки, т.е. от туберкулёза, которого тогда совершенно не умели лечить. Это определило дальнейшую судьбу его паровой машины. Больше не было человека, способного столь энергично продолжить начатое дело.

Ученики и помощники Ползунова закончили строительство машины, руководствуясь его чертежами и устными пояснениями и указаниями, которые он давал им при жизни, и 30 мая 1766 г. состоялся её пуск. Затем два с половиной месяца шло испытание, в ходе которого было выявлено и устранено несколько мелких неполадок, главным образом, в передаточном механизме машины.

7 августа 1766 г. началась эксплуатация машины, т.е. она стала работать с полной нагрузкой и приводить в действие воздуходувные мехи, подававшие воздух в действующие плавильные печи. Эксплуатация продолжалась до 10 ноября 1766 г., т.е. немногим более трёх месяцев. За это время были периоды, когда машина работала до 17 суток подряд, днём и ночью, беспрерывно подавая воздух в печи.

В официальном донесении, подписанном А.И. Порошиным и отправленном в Петербург 29 января 1767 г., работа паровой машины Ползунова охарактеризована следующим образом: "Действие оной машины, раздувание в плавильных печах жару, при искусном и радетельном плавильщике от беспрерывного течения воздуха несомненно полезнее и к выплавке металла поспешнее, нежели от вододействующих при плавильных печах машин"

Остановка паровой машины Ползунова 10 ноября 1766 г. была вызвана необходимостью заменить паровой котёл, давший течь. Этот паровой котёл не соответствовал расчётам Ползунова и рассматривался им как временный. От изготовления постоянного котла изобретателю пришлось в своё время отказаться. Теперь этот котёл явился камнем преткновения для всей паровой машины, и из-за его отсутствия машина так и осталась недостроенной.

11 лет Колывано-воскресенское горное начальство запрашивало Кабинет Её Императорского Величества , что же делать с паровой машиной Ползунова, но никакого ответа не было. Наконец, начальник Колывано-воскресенских заводов Андрей Ирман вместе с обергиттенфервальтером Иваном Черницыным (однокашником Ползунова по екатеринбургской школе), коллежским секретарём Василием Постуховым и подканцеляристом Николаем Гуляевым составили донесение, в котором просили разрешения разобрать машину на части. В донесении говорилось, что паровая машина после построения её более десяти годов стоит без всякого действия праздно, и имеющееся при ней фабричное строение весьма обветшало, и опасно, как бы оно от совершенной ветхости совсем не развалилось и не повредило собранные в машине трубы, цилиндры и прочие многочисленные части. Содержать машину далее, говорилось в донесении, "нужды никакой нет, потому что при здешних заводах расплавка руд производится по довольству воды через вододействующие машины"Колывано-воскресенское начальство угодливо спрашивало высочайший Кабинет Её Императорского Величества, "не наградит ли он заводскую канцелярию указом цилиндры, трубы и прочие годные для дальнейшего заводского использования детали выбрать и затем состоящее при той же машине фабричное помещение разломать и лес употребить, на что годен".