Для ознакомления с зарубежной техникой Нартов был послан за границу. Главная цель этой поездки состояла в том, чтобы «приобрести вящие успехи в механике и математике». Ему было предписано тщательно собирать сведения об изобретениях и новых машинах. Так, Нартов должен был «в Лондоне домогаться получить сведения о нововымышленном лучшем парении и гнутии дуба, употребляющегося в корабельное строение, с чертежом потребных к сему печей». Нартову также было поручено собирать и привезти в Россию «лучших художников физических инструментов, механические и гидравлические модели».

Летом 1718 г. Андрей Нартов отправился из Петербурга в Берлин. Здесь он обучал токарному искусству прусского короля Фридриха Вильгельма I. Он привёз из Петербурга токарный станок, после осмотра которого прусский король вынужден был признать, что «у нас в Берлине такой машины нет».

Затем Нартов побывал в Голландии, в Англии и во Франции. В 1719 г. он писал Петру I о своём пребывании в Англии: «Я многие вещи здесь нашёл, которые в России ныне не находятся, и о том писал я князю Б. Н. Куракину, чтобы он вашему царскому величеству о том донёс, и послал к нему некоторым махинам чертежи...»

Тщательно изучая технические новшества, известные в то время за границей, и критически отбирая из них те, которые представляли интерес, Нартов неоднократно убеждался в том, что русские техники не только не уступают иностранным, но во много и превосходят последних. Об этом он писал Петру I из Лондона, сообщая о том, что он «здесь таких токарных мастеров, которые превзошли российских мастеров, не нашёл, и чертежи машинам, которые ваше царское величество приказал здесь сделать, я мастерам казал, и оные сделать по ним не могут...» В связи с этим Нартов испросил разрешения у Петра I переехать в Париж.

Здесь он знакомился с производством, как и в Англии, посещал арсеналы, монетные дворы, мануфактуры, учился при Академии наук под руководством знаменитого французского математика Вариньона, астронома де Лафая и других.

Президент Парижской академии наук Биньон написал в связи с отъездом Нартова из Парижа письмо Петру I, в котором говорил о «великих успехах», достигнутых русским новатором «в механике, наипаче же во оной части, которая касается до токарного станка». Биньон писал об изделиях, изготовленных Нартовым на русском токарном станке, привезённом в Париж: «Невозможно ничего видеть дивнейшего!»

А между тем Франция тогда была страной, в которой токарное дело достигло высокого уровня. Французские знатоки токарного дела не верили своим глазам. Нартов работал на станке, которого до тех пор никто не мог видеть — на превосходном станке с механическим резцедержателем, самоходным суппортом-автоматом, превратившим резец из ручного в механическое орудие. Нартов создал этот станок ещё в 1717 г.

В начале 1718 г. Нартов сделал «оригинальную инвенцию» — уникальный, единственный в то время станок с суппортом для вытачивания сложнейших рисунков («роз») на выпуклых поверхностях.

До изобретения Нартова при работе на станке резец зажимали в специальную поддержку, которая передвигалась вручную, или ещё проще — резец держали в руке. Так было во всей Европе. И качество изделия целиком зависело от руки, силы и умения мастера. Нартов изобрёл механизированный суппорт, принцип действия которого не изменился и до сегодняшнего дня. (Суппорт — от позднелатинского supporto — поддерживаю).

«Педесталец» — так назвал свой механизированный резцедержатель Нартов — суппорт перемещался при помощи винтовой пары, то есть винта, вкручивающегося в гайку. Теперь резец держала уверенная «железная рука».

Пётр I приказал перевести письмо Биньона и послать перевод Еропкину, Земцову, Хрущёву и другим русским, находившимся за границей для ознакомления с наукой и техникой. Предписание им всем прочитать это письмо сопровождалось петровским пожеланием: «Желаю, чтоб и вы с таким же успехом поступали».

Когда Нартов в 1720 г. вернулся из заграничной поездки, Пётр I назначил его заведующим царскими токарными мастерскими. В этих мастерских Нартов за короткий срок создал целую группу новых оригинальных станков.

Достижения Андрея Нартова в токарном деле имели чрезвычайно важное значение в истории техники.

Для того чтобы создать производство машин при помощи машин, необходимо было превратить резец на металлообрабатывающих станках из ручного орудия в орудие механическое. Эта задача и была решена путём введения в производство суппорта — автоматически действующего держателя для металлообрабатывающих резцов.

Создание суппорта являлось, по существу, тем достижением технической мысли, которое было необходимо для того, чтобы перейти от ремесла и мануфактуры к крупной машинной промышленности.

Многие зарубежные авторы долгое время считали, что только в самом конце XVIII в. англичанин Генри Моделей изобрёл суппорт, позволивший обрабатывать металл с геометрической точностью, что было необходимым для производства деталей машин и всего последующего развития машиностроения. При этом ссылались на токарный станок с суппортом, построенный Модслеем в 1797 г. и хранящийся поныне в Научном музее в Лондоне.

Но в действительности этот приоритет не принадлежит Модслею. Ещё за 75 лет до Модслея были созданы русские станки с суппортами! В Париже в Национальном хранилище искусств и ремёсел стоит русский токарно-копировальный станок, на котором Нартов демонстрировал своё искусство президенту Парижской академии наук Биньону. В Эрмитаже в С.-Петербурге находится целая группа металлообрабатывающих станков, созданных Нартовым в первой четверти XVIII в.

Андрей Нартов создал разнообразные станки с суппортами, не просто заменяющими человеческую руку, а позволяющими автоматически выполнять сложные и тонкие операции по обработке металла, которые далеко превосходят всё то, что может быть выполнено резцом, находящимся непосредственно в руках рабочего.

Станки Нартова — произведения искусства. Станины украшены резьбой, металлическими накладками с узорами, изображениями птиц, животных, мифологических героев. Пластический образ многих станков обогащают деревянные точёные колонки, витые ножки, резные уголки-кронштейны, которые одновременно и работающие части и украшения. Трудиться за такими станками — одно удовольствие. Ни до Нартова, ни после него не появлялось таких красивых станков.

На многих из них изобретатель запечатлел своё имя. Так, на токарно-копировальном станке для гильоширных работ, хранящемся в Эрмитаже, выгравирован на планшайбе текст: «Механик Андрей Нартов, Санктпитербурх 1722 году». Там же хранится большой токарно-копировальный станок с выгравированной на медном пьедестале надписью: «Deo adiuvante. Начало произвождения к строению махины 1718 году, совершена 1729 году. Механик Андрей Нартов». (Deo adiuvante — Богу споспешествующему). В этом станке применены все лучшие достижения Нартова, доведённые до совершенства.

Ещё в первой четверти XVIII в. Нартов с большой точностью обрабатывал металл, применяя изобретённые им суппорты. При этом Нартов опередил Модслея на три четверти столетия не только по времени изобретения суппорта.

Модслей мог выполнять на своих станках изделия простых геометрических форм. На станках Нартова можно было изготавливать изделия любой формы, вплоть до сложнейших художественных изображений батальных сцен. Моделей на своём станке не мог выполнять копировальные работы, даже самые простые. Нартов на своих станках мог выполнять, и притом полностью автоматически, сложные токарно-копировальные работы.

Станки Модслея, получившие распространение в начале XIX в., были всего лишь токарными. Станки Нартова, созданные в первой четверти XVIII в., были и токарными, и копировальными. Это — родоначальники современных сложных токарно-копировальных автоматов.

В рукописи А. К. Нартова «Театрум Махинарум, то есть Ясное зрелище махин» описывается более трёх десятков оригинальных токарных, токарно- копировальных, токарно-винторезных станков различных конструкций, разработанных им и его помощниками. Многочисленные чертежи и технические описания говорят о том, что он обладал богатейшими инженерными познаниями и умело применял их в своей работе.