Около 1718 года царь послал Нартова в путешествие в Пруссию, Голландию, Францию и Англию для совершенствования в токарном искусстве и "приобретения знаний в механике и математике", а по возвращении из-за границы поручил ему заведовать своей токарней, которую тот вскоре расширил и пополнил новыми машинами, вывезенными и выписанными им из-за границы. Отношения Нартова с Петром Первым были очень близкими: токарня была рядом с царскими покоями и часто служила царю кабинетом.