土光剛進入公司時，石川島造船廠擁有資金3000萬日元，職工不到1000人。由於1921年華盛頓裁軍會議限製日本的軍艦噸位，使得這個正忙於建造驅逐艦與巡洋艦的造船廠不得不轉向生產陸上機械設備。
當時，造船廠已與瑞士的埃夏西斯公司進行技術合作，計劃向工業用渦輪機領域進軍，公司決定向埃夏西斯公司派出留學生，學習製造技術。進公司才兩年的土光敏夫因勤奮的工作態度被選送去留學。留學的一年多時間，土光分秒必爭、專心致誌地學習鑽研，掌握了當時世界上最先進的渦輪機製造技術。
第二年10月，土光敏夫學成歸國，他的上司栗田金太郎安排女兒直接與他相親、結婚，受到公司上層領導的如此垂青和同事羨慕的土光敏夫並未誌得意滿、自我陶醉。相反，他更加努力地工作。
他並不滿足於在瑞士學到的技術，他還從其他公司的產品中學取技術。他常請東京高等專科學校時的前輩或同學幫忙，一有機會就去參觀新產品的安裝工程。怎樣才能使工程合理化？怎樣才能製造出體積小、功率大的渦輪機？他把自己的全部精力都傾注在這方麵的技術開發上。
1929年，土光敏夫在石川島公司名聲大震。原因起於琦五縣秩父水泥廠計劃購買大型發電機用的渦輪，得到消息的各個公司立刻展開了激烈競爭，石川島公司也參加了這場“渦輪戰”。然而，當時日本的發電用渦輪機，基本上來自美國等國外廠家，與外國貨相比，日本產品在技術、質量上都有相當大的差距。
石川島公司在渦輪機製造上，還是一個新手，當土光親自走訪秩父水泥總公司，反複說明石川島的技術力量優秀，產品質量決不亞於進口設備時，該公司的一個負責人半開玩笑地問：“萬一發現缺陷，可以退貨嗎？”
倔強的土光回答道：“當然可以退貨！”消息傳回公司，幹部會上人們怒氣衝衝，一個小小的主任，怎麼就敢決定這樣非同小可的事情？
“萬一產品有缺陷，公司可就得承擔巨大的損失！”然而，包括栗田金太郎在內的公司主要負責人卻認為土光堪當此重任，說：“不管怎樣，先讓他試試吧。”一句話，就把秩父廠公司的訂貨確定下來了。
此後好幾個月，土光廢寢忘食、夜以繼日地與製造人員一起工作，對每一個細節都反複修改，直到滿意為止。精益求精，盡善盡美，這是土光所追求的目標。
經過數月艱苦奮戰，1929年5月，秩父水泥廠訂貨的7500千瓦發電用渦輪機如約交貨，運轉結果良好，買方非常滿意。
石川島的公司史冊上也異常驕傲地記載了這一渦輪機的意義：“本設備不光在容量上屬最大級別，而且，它還是日本第一個不依靠外國設備專利的純國產渦輪機，不僅對石川島來說是劃時代的產品，就是在日本渦輪技術的發展史上，也具有裏程碑的性質。”
第二年，石川島公司接到了八幡製鐵所2．5萬千瓦渦輪機訂貨單。1932年又接到山口縣電業局2萬千瓦渦輪機的訂貨單。1933年又爭取到了關西火力發電公司的5．3萬千瓦渦輪機的訂貨。由此，博得了“渦輪機的石川島”的美名，土光敏夫也獲得了“渦輪人”的稱號。
1936年初，公司負責人告訴這位年輕的公司機械設計課長，石川島公司將與芝浦製作所（即現在的東芝）共同出資建立一個專門製造渦輪機的子公司，由土光擔任新公司的技術部長。
同年6月，石川島芝浦渦輪機公司誕生了，在新公司成立會上，技術部長土光敏夫代表職工宣誓為新公司的發展而效力。新公司旗開得勝，不到一年，就製造了21台發電渦輪機。為了盡快擴大生產，土光等技術人員特別赴美國考察研究。1937年，也就是公司剛成立一年之後，41歲的土光敏夫被推舉為該公司董事。
◇嚴以律己、身體力行的總經理
1939年芝浦製作所與東京電氣公司合並，成立東芝公司。1945年石川島造船所改名為石川島重工，這一年8月，天皇下詔結束戰爭。1946年土光就任石川島芝浦渦輪機公司總經理，時年49歲。
戰後的日本工業陷入進退維穀、困難重重的境地。為了維持職工的生計，土光讓工廠製造鍋、罐等日用品，為了重建企業，他往返於橫濱鶴縣總廠和鬆本工廠之間，每次坐的都是夜車。在那個年頭，列車裏擠得像沙丁魚罐頭似的，連車門外的踏板上都擠滿了人，土光在這樣的列車上練就了站著睡覺的本領，清晨一抵達目的地，可以立即投入工作。
最傷腦筋的是籌措資金。在那個混亂的時代，從銀行借貸簡直就像乞求天書。為了籌措貸款，土光不得不經常走訪銀行。
一天，土光剛下火車，便買了便當走進“第一銀行”，準備與當時的營業部部長（後來升為該行行長）長穀川重三郎磨有關貸款的事。土光說：“今天無論如何都得借，借不到就不回去了，”長穀川雙手一攤：“可是我們手頭上沒有能借給你們的款子呀！”