Размышляя над проектом самоходных судов, Кулибин в конце концов пришёл к мысли о применении паровой машины для судоходства.

С самого начала своей творческой деятельности в Академии наук он был связан со стекольными заводами, выполнявшими заказы академических мастерских. Здесь он проводил опытную варку различных сортов оптического стекла, конструировал механические устройства, позволившие получать листы зеркального стекла очень больших размеров, устройства для перемещения тиглей со стеклянной массой весом более тонны и т. п.

Будучи свидетелем аварий, случавшихся при спуске кораблей со стапелей, Кулибин усовершенствовал приёмы спуска судов. Он сделал так много, что даже простой перечень его замечательных дел требует немало времени и места.

В этом перечне одни из первых мест должны занять, помимо названных, такие изобретения, как прожекторы, «самокатка», то есть механически перемещающаяся повозка, протезы для инвалидов, сеялка, плавучая мельница и многие другие.

В 1779 г. «Санкт-Петербургские ведомости» писали о кулибинском фонаре, создающем при помощи особой системы зеркал, несмотря на слабый источник света (свеча), очень сильный световой эффект.

Сообщалось о том, что Кулибин «изобрёл искусство делать некоторой особою выгнутой линией составное из многих частей зеркало, которое, когда перед ним поставится одна свеча, производит удивительное действие, умножая свет в пятьсот раз против обыкновенного свечного света и более, смотря по мере числа зеркальных частиц в оном вмещённых. Оно может поставляться и на чистом воздухе в фонаре, тогда может давать от себя свет даже на несколько вёрст, также по мере величины его».

Созданный Кулибиным фонарь представлял собой один из первых предшественников современного прожектора. «Галерея на 50 сажен была освещена сим зеркалом посредством одной только свечи», и «её императорское величество изволило сказать при том своё благоволие изобретателю и пожаловать ему знатное число денег. Сие же изобретение рассмотрено и свидетельствовано было в общем Академией наук собрании».

Фонарей таких Кулибин сделал множество и для разных целей: для освещения коридоров, больших мастерских и мануфактур, кораблей и совсем маленькие — для карет.

В июле 1790 г. князь Потёмкин доложил императрице, что в китайской комнате царских палат устроят они с Кулибиным фейерверки... без пороху и дыму. «Не случится ли в комнате пожар?» — засомневалась императрица. «Мы с Кулибиным беремся починить её в сем случае за свой счёт», — успокоил Потёмкин.

И в назначенный час царица и придворные стали свидетелями невиданного зрелища. Огненные колёса вращались в разных местах просторной залы, разбрасывая разноцветные блики. Световые фонтаны били до потолка, каскады искр сыпались на гостей, никого не поджигая. Кругом светили звёзды, среди них вдруг вспыхивало солнце, и, наконец, множество ракет с шумом взвились ввысь. Но ни дыма ни запаха пороха не было!

Потёмкин провёл царицу за кулисы, где находился Кулибин. Там стояли фонари с вогнутыми зеркалами, на раскаленных сковородках лопались спиртовые хлопушки и крутились световые колёса. И всё это немудреное хозяйство — зеркальную мозаику, наклеенную на бумагу, приводили в движение автоматы.

Вскоре Кулибин устраивал подобные иллюминации во дворце Потёмкина, и Г. Р. Державин в оде «Афинейскому витязю» — графу А. Орлову так описывал самое знаменательное событие года:

Когда Кулибинский фонарь,

Что светел издали, близ тёмен,

Был не во всех местах потребен,

Горел кристалл, горел от зарь...

Далее Державин объяснил, что имя Кулибина в оде, посвящённой временам Эллады, вспоминает оттого, что он сравним с Архимедом, который делал стекла для поджога вражеского флота.

И другие строки Державин посвятил кулибинскому фонарю:

Ты видишь, на столбах ночною как порою

Я светлой полосою

В каретах, в улицах и в шлюпках на реке

Блистаю вдалеке,

Я весь дворец собою освещаю,

Как полная луна.

Но выполняя заказы и такого развлекательного рода, Кулибин оставался исследователем. Кулибин написал целый трактат «О фейерверках», в котором проявилась его неистощимая выдумка.

Сей обстоятельный труд содержал разделы: «О белом огне», «О зелёном огне», «О разрыве ракет», «О цветах», «О солнечных лучах», «О звёздах» и т. д. Он разработал оригинальную рецептуру многих потешных огней, основанную на изучении влияния разных веществ на цвет огня, предложил немало новых технических приёмов, ввёл в практику остроумные виды ракет и комбинации «потешных огней».

Изобретения подобного рода, сделанные Кулибиным, получили наибольшую известность, и притом настолько значительную, что они в какой-то степени затмили основные его труды, определявшие подлинное лицо великого изобретателя. Огни дворцовых фейерверков как бы отодвинули в тень огромный труд Кулибина.

Далеко не всё из написанного И. П. Кулибиным сохранилось, но и дошедшее до нас весьма красноречиво. Одних чертежей осталось после Кулибина около двух тысяч!

Наброски, описания машин, заметки, тексты, обстоятельнейшие вычисления, тщательно выполненные чертежи, эскизы, торопливо сделанные на лоскутках бумаги, записи, сделанные карандашом, чертежи на обрывках дневника, на уголке денежного счёта, тысячи иных записей и графических материалов Кулибина показывают, как неукротимо кипела его творческая мысль.

Лучшие люди того времени очень высоко ценили дарование Кулибина. Знаменитый учёный Леонард Эйлер считал его гениальным.

Сохранился рассказ о встрече А. В. Суворова и И. П. Кулибина на празднике у Потёмкина:

«Как только Суворов увидел Кулибина на другом конце залы, он быстро подошёл к нему, остановился в нескольких шагах, отвесил низкий поклон и сказал:

— Вашей милости!

Потом, подступив к Кулибину ещё на шаг, поклонился ещё ниже и сказал:

— Вашей чести!

Наконец, подойдя совсем к Кулибину, поклонился в пояс и прибавил:

— Вашей премудрости моё почтение!

Затем он взял Кулибина за руку, спросил его о здоровье и, обратясь ко всему собранию, проговорил:

— Помилуй бог, много ума! Он изобретёт нам ковёр-самолёт!»

Однако личная жизнь изобретателя не была счастливой. Он был лишён радости видеть должное использование своих трудов и был вынужден тратить немалую часть своего таланта на работу придворного иллюминатора и декоратора.

К тому же у Кулибина был очень сильный противник в лице княгини Екатерины Романовны Дашковой, директора Петербургской академии наук и Президента Российской академии. Отчего эта незаурядная просвещённая женщина невзлюбила Кулибина — остаётся загадкой. Возможно, Кулибин не оказал ей какой-то малой услуги. И тщеславная Дашкова, считавшая себя второй дамой в России, не забывала этого и отказала ему в прибавке жалованья.

А семейство у Кулибина к тому времени было очень большим — семеро детей. Державин через голову Дашковой выхлопотал у императрицы прибавку Кулибину в 900 рублей в год. Тогда Дашкова разозлилась не на шутку и учинила скандал Державину.

Кулибин в 1787 г. добился освобождения от руководства академическими мастерскими. В своём заявлении он писал: «...потому мне оное правление несносно, огорочительно и по изобретениям моим мыслях весьма мне противоборствует, то ...прошу оное правление из ведомства моего взять».

Он полагал, что это дало бы «мыслей моих облегчение» и он был бы более полезен не только Академии, но и всему обществу. Просьба эта была удовлетворена с оговоркой, что его будут привлекать к рассмотрению особо важных дел. Ему сохранили казённую квартиру и около половины прежнего жалованья. Но мелочные поручения продолжали отвлекать Кулибина от действительно серьёзных научно-технических проблем.

Его материальное положение ухудшалось. На исследования он тратил значительную часть личных средств и влезал в долги. И хотя Екатерина II обещала ему выдавать «каждогоднюю сумму» на его изобретения и на покрытие долгов, эти деньги он получал от случая к случаю, после неоднократных напоминаний и к тому же в совершенно недостаточных суммах.