Salah satu penemuan awal yang membawa ketenaran bagi Bessemer adalah mesin uap untuk memproduksi bubuk perunggu. Ia menciptakan enam mesin sekaligus yang dapat bekerja secara efisien dan menghasilkan bubuk dengan kualitas tinggi. Inovasi ini membuatnya dikenal dan cukup sukses secara finansial di usia muda.
Tak hanya berhenti di situ, Bessemer juga menemukan berbagai mesin lainnya, seperti alat pemeras tebu yang lebih canggih. Penemuan-penemuan ini menunjukkan betapa luasnya minat dan keahliannya dalam bidang teknologi dan mekanika. Ia tidak hanya fokus pada satu bidang, tetapi mencoba memperbaiki apa pun yang bisa dibuat menjadi lebih efisien.
Namun, penemuan terbesarnya adalah proses pembuatan baja yang revolusioner. Pada tahun 1856, ia menciptakan cara yang jauh lebih murah dan cepat untuk memproduksi baja dari besi kasar cair. Ia menyempurnakan proses tersebut dengan meniupkan udara ke dalam besi cair guna menghilangkan kotoran di dalamnya, terutama karbon.
Alat yang digunakan dalam proses ini dikenal sebagai Bessemer converter. Temuannya ini dianggap sebagai terobosan terbesar dalam dunia industri, karena sebelumnya baja sangat sulit dan mahal untuk diproduksi. Setelah metode ini ditemukan, baja menjadi bahan yang jauh lebih mudah didapatkan, sehingga banyak digunakan dalam pembangunan rel kereta api, jembatan, dan gedung-gedung pencakar langit.