Часовой механизм был ему теперь вполне понятен, и Кулибин изготовил трое новых часов с отличным ходом. Тогда он окончательно бросил торговлю и открыл свою мастерскую; дело у него пошло, мастерская была завалена работой. Но творческий ум Кулибина не мог этим удовлетвориться, он занят был теперь мечтою создать что-нибудь небывалое в области часового искусства — такие часы, которые обратили бы на себя внимание не только современников, но и потомства. Рисунки и чертежи у него были готовы, но ему нужны были деньги для осуществления этой идеи. Судьба улыбнулась ему. Его приятель, зажиточный нижегородский купец Костромин уверовал в талант Кулибина и предложил ему необходимые средства для выполнения задуманной работы. Кулибин получил возможность всецело ей отдаться.
Когда часы — были закончены, Кулибин вместе с купцом Костроминым повез их в Петербург, чтобы преподнести их императрице Екатерине И. Устройство этих часов было очень сложно. Размером они были несколько меньше гусиного яйца и имели ту же форму, они заводились раз в сутки и били часы, половины, четверти; ежечасно растворялись в середине яйца створчатые двери, за которыми виднелся гроб Господень с вооруженными воинами по обеим сторонам. Ангел отваливал камень от гроба, сторожа падали ниц, являлись жены мироносицы, куранты играли Христос Воскресе, и двери закрывались.
Часы понравились Екатерине II, и Кулибину на другой же день после представления были объявлены следующие милости:
1) Нижегородского купца Кулибина причислить к Академии в звании механика и производить ему жалованье 300 рублей в год.
2) Отдать в его заведование механическую мастерскую, находящуюся при Академии.
3) За часы выдать ему 1000 рублей.
Костромин тоже получил денежную награду. Часы, как память необыкновенного искусства были отданы в Кунсткамеру при Академии (музей); они сохранились и до наших дней. Их можно видеть в нашем Эрмитаже. Глядя на них удивляешься тонкости выработки различных частей их сложнейшего механизма, в особенности, когда вспомнишь, что Кулибину приходилось создавать одновременно и часы и инструменты для их изготовления.
Кулибин переехал в Петербург в 1770 году и поступил на службу при Академии. Здесь он получил возможность удовлетворить свою жажду знаний и ревностно принялся изучать науки — химию и физику. Изучая электрическую силу, он умудрился применить ее к освещению ангела в своих часах. В области любимой им механики он делал всевозможные открытия, но судьба его самых крупных изобретений была печальная. В 1776 году Кулибин демонстрировал перед собранием ученых 14-ти саженную модель моста без свода, утвержденного только своими концами на берегах реки. Модель блестяще выдержала все испытания, но мост так никогда и не был построен.