服部時計店創業から11年後の1892（明治25）年に現在の東京都墨田区に精工舎を設立し、掛時計の製造を開始します。掛時計から生産を始めたのは、懐中時計に比べて製造が容易であったこと、既に日本で他社が掛時計の工場生産を始めていて、輸入時計より安価に製造できることが実証されていたためです。
精工舎は時計の機械部分の加工・組立だけでなく、文字板や針・木製ケースなど外装部品の製造も手掛け、外注していた部門も専属の協力工場にするなど、自社内で全てを一貫して製造する方法（垂直統合方式）に切り替えていきました。
この方法は他の国産掛時計メーカーが行っていた水平分業方式と比べて、高品質の製品作りに格段に有利で、開発スピードが速まることから、精工舎は僅か6〜7年のうちに日本一の掛時計量産工場になりました。

精工舎創業3年後の1895（明治28）年に懐中時計、7年後の1899（明治32）年に目覚置時計を発売するなど、輸入時計一色だった日本市場での国産時計の地歩を築いていきます。
特に、目覚置時計のケースにはニッケルメッキを施し、錆びにくくしたことで評判をよび、日本や中国（上海）市場を席巻していたドイツ製の目覚置時計（鉄製ケース）を駆逐することになりました。
そして、創業以来、僅か10年を満たずに、掛・置・懐中時計の3部門をもつ我が国唯一の総合時計工場となりました。

1899（明治32）年、服部金太郎は初めて欧米の時計工場視察のため渡航します。最新鋭の動力用蒸気機関や工作機械等を多数購入したことにより、精工舎の工場設備は一新され、大量生産体制を整えます。
1904（明治37）年の日露戦争により、強制的に軍需品への転換命令が出され、精工舎は、精密さが要求される砲弾の信管等の製造に従事するも、軍から機械加工に関するノウハウが移転され、大量生産方式など精工舎の技術の進歩が促進されました。
さらに、1908（明治41）年には、自社開発した「ピニオン自動旋盤」により、懐中時計製造のネックであったカナ（ピニオン）加工の生産性を飛躍的に高めることに成功します。

1909（明治42）年に開発した大衆向け懐中時計「エンパイヤ」は、ピニオン自動旋盤の活躍で大量生産が可能になり、大ヒットします。当時の日本市場はスイス製と「エンパイヤ」が市場を2分したといわれ、中国輸出が本格化します。エンパイヤは1934年までの約26年間生産された明治・大正・昭和初期の花形商品でした。
精工舎創業から19年後の1911（明治44）年には、精工舎は日本生産の60％を占め、日本の工業界においても有力な地位を得ることになります。

そして、セイコーは1913（大正2）年、国産初の腕時計「ローレル」を発売します。
世界で腕時計の量産が始まるのは1910年頃であることを考えると、1913年のローレルの商品化は相当に挑戦的でした。当時の技術レベルや生産設備からみて“12型”（φ26.65mm）という小型化は極めてハードルが高かったが、この挑戦によって設計技術・微細加工技術や工作機械開発が一段と進んでいくこととなります。
翌年の1914（大正3）年に勃発した第一次世界大戦は、腕時計の世界的な普及を促す大きな契機となります。奇しくも商品化のタイミングは絶妙でした。

セイコーは創業以来の最大の危機に陥ります。1923（大正12）年9月の関東大震災により、工場や営業所などが全焼し、生産・販売は中止せざるを得ませんでした。しかし懸命の復興努力により、翌10月に営業を開始、精工舎は翌年3月からは生産を再開しました。
その後1928（昭和3）年から5年かけて近代的な工場を次々と竣工、同時に新鋭機械を導入して生産設備を一新し、その後の時計生産が飛躍する基盤が固まることとなります。

そして、1929（昭和4）年、懐中時計「セイコーシャ」が「鉄道時計」として認定されます。1872（明治5）年に開業した日本の鉄道は、長らく欧米の鉄道時計を採用してきましたが、正確性と信頼性が強く求められる鉄道時計に認定されたことは、セイコーにとって、大きな自信になり、ようやく欧米時計メーカーの後ろ姿が見えてきた時期でもありました。