В юности Рассел готовился к духовному сану, но влечение к механике и недюжинные способности в области точных наук одержали верх над религиозными чувствами. Все каникулы он проводил, работая в судостроительных мастерских, и после окончания университета, вместо того чтобы стать профессором богословия в Эдинбурге, занял должность управляющего судостроительной верфью в Гриноке. В 1844 году он переехал в Лондон и взял на себя руководство компанией, основанной известным английским морским инженером и судостроителем, крупнейшим специалистом в области прочности судов сэром Уильямом Ферберном.
В начале 50-х годов Брунель обратился к решению проблем, связанных с непотопляемостью и продольной прочностью больших океанских судов, что давно вынашивал в своей голове. В 1852 году он пришел к окончательному выводу, что таким судам необходимо иметь так называемое «клеточное дно» и что набор корпуса должен быть продольным, а не поперечным, как это было раньше. В этом же году он обсудил свой проект со Скоттом Расселом и директорами фирмы «Истерн Стим Навигейшн Компани». Первоначально речь шла о судне, которое предназначалось для рейсов, в основном под парусами, до Калькутты, но впоследствии проект был переработан для кругосветного плавания по маршруту Англия — мыс Доброй Надежды — Калькутта — Австралия — мыс Горн — Англия.
Подводя итог исследованиям, Брунель кратко сформулировал свое кредо: «Корабль должен быть полностью железным, иметь двойное днище и двойные борта до ватерлинии с продольными ребрами жесткости и походить на мост «Бритн-тьюб» («Британская труба»), построенный английским инженером Робертом Стефенсоном».
После рассмотрения ряда вариантов проекта океанского лайнера, выбор пал на судно с размерами — 207,4 метра в длину, 25,3 метра в ширину и с высотой борта 17,7 метра. Проектное водоизмещение порожнего судна составляло 11 800 тонн при осадке 4,6 метра, а в полном грузу — 27 400 тонн при осадке 9,2 метра. Большая разница в водоизмещениях в грузу и порожнем объяснялась тем, что основной составляющей переменной весовой нагрузки судна являлись пассажиры (4000 человек) и запас угля (12 тысяч тонн). Принято считать, что на одного пассажира, при условии обеспечения ему комфортных условий обитания, требуется около одной тонны водоизмещения.
Энергетическая установка состояла из двух групп паровых котлов и двух паровых машин, работавших на гребной винт (мощность по проекту — 4000 лошадиных сил) и гребные колеса (2600 лошадиных сил). Брунель был весьма удовлетворен тем, что выбранный вариант судна содержал два механических движителя — гребной винт и гребные колеса, что повышало живучесть энергетической установки в целом. В дополнение к паровым машинам на судне было сохранено парусное вооружение — шесть мачт высотой до 200 футов (61 м) с общей площадью парусов более 5000 квадратных метров, вполне достаточной, чтобы воспользоваться ветрами, господствующими на долгом пути между мысом Доброй Надежды и мысом Горн.
Наибольшая проектная скорость судна составляла 15-16 узлов. Если учесть, что ни Панамского, ни Суэцкого каналов еще не существовало, то для кругосветного плавания (примерно 22000 миль), со средней скоростью 12 узлов, требовалось 75 дней. Это означало, что при запасе 12 тысяч тонн в котлах должно сжигаться не более 160 тонн угля в сутки. Как показала практическая эксплуатация судна, здесь был допущен серьезный просчет, повлекший за собой непредвиденные последствия, что в значительной мере сказалось на дальнейшей судьбе судна.
Общее расположение помещений, принятое на судне, было весьма простым. Носовую часть корабля до второй мачты занимали каюты пассажиров, кубрики экипажа и служебные помещения. В трюмах средней части корпуса находились котельные и машинные отделения, а также поперечные угольные ямы. Уголь хранился и на платформе, расположенной над котельными и машинными отделениями. В кормовой части, сразу же за машинным отделением гребного винта, снова начинались каюты пассажиров. Каюты и различные салоны помещались также над хранилищами угля. Погрузка угля осуществлялась через специальные отверстия в бортах — лацпорты.
«Грейт-Истерн» являл собой странную смесь парусного судна, колесного парохода и громадного винтового трансатлантика. Эта техническая эклектика нашла свое отражение в первую очередь во внешнем облике судна, который с эстетической точки зрения был безобразным. Посудите сами: высоченный надводный борт, который при недогрузке выступал над водой еще больше, корпус с совершенно прямым, как утюг, форштевнем и огромным кормовым подзором, из-под которого виднелись руль и лопасти винта. Полное отсутствие каких-либо надстроек на верхней палубе, уродливые колеса, торчащие по бортам. Пять тонких дымовых труб с цепными оттяжками словно вырастали прямо из палубы, а шесть мачт с парусами казались уродливо маленькими на фоне огромного корпуса судна.
На первый взгляд дымовые трубы и мачты, расположенные в диаметральной плоскости корабля, беспорядочно толпились, как столбы, на которые ничего не опиралось. Хотя относительное удлинение (длина/ширина) судна было довольно большим, выступавшие за обводы корпуса барабаны гребных колес скрадывали этот единственный признак изящества «Грейт-Истерна». В целом судно, выкрашенное в темный цвет, выглядело мрачным и производило угнетающее впечатление.
Но, справедливости ради, заметим, что «Грейт-Истерн» в то время не был исключением. Корабельная архитектура и дизайн претерпевали острый кризис. Они уже сдали те несравненно высокие позиции, которые занимали в период парусного деревянного судостроения, так как прежние критерии корабельной эстетики были утрачены навсегда, а новые еще не выработаны. В результате некогда прекрасный корпус парусного корабля со словно летящими в воздухе парусами превратился в неуклюжее железное корыто с ржавыми подтеками на бортах, знаменуя собой внедрение в корабельную архитектуру элементов конструктивизма. Корабельный же дизайн опустился до мишурного декора внутренних помещений судна в вычурном стиле эпохи Людовика XIV. Так продолжалось едва ли не до конца XIX века.
Еще до закладки «Грейт-Истерна» на верфи возникла проблема, как спустить на воду корпус массой 12 тысяч тонн. Обычный продольный спуск кормой вперед был тут неприемлем, так как судно, обладая огромной инерцией, могло врезаться в противоположный берег Темзы. Брунель вынужден был прибегнуть к боковому спуску, что еще никогда не применялось в кораблестроительной практике для судов столь большого водоизмещения.
Поэтому было решено строить судно на горизонтальном стапеле, параллельном реке. Почти одновременно начали сооружать и спусковое устройство, которое представляло собой ряд наклонных деревянных платформ, начинавшихся от построечного места до уровня самой низкой воды в Темзе. Ширина спусковой платформы была 224 метра, а ее уклон к воде составлял 4,7 градуса. На платформы были уложены рельсы для спусковых тележек. Сдвиг с места предполагалось осуществить гидравлическими домкратами, а равномерный спуск обеспечивался огромными ручными лебедками, которые вращали десятки рабочих-такелажников.
Постройка судна на стапеле началась в конце 1853 года и заняла 1000 дней. За это время был полностью собран железный корпус корабля.
Детальная разработка рабочего проекта «Грейт-Истерна» принадлежала Скотту Расселу.
В разработке технологии или, как говорят сегодня, «ноу-хау» постройки «Грейт-Истерна» Скотт Рассел руководствовался научными исследованиями Ферберна.
«Грейт-Истерн» был готов к спуску в конце 1857 года. За время строительства на судне было установлено 30 тысяч стандартных железных листов массой по 330 кг, которые соединялись между собой тремя миллионами заклепок.
Сборка огромного судна потребовала от рабочих-судосборщиков неимоверного физического и морального напряжения. «Грейт-Истерн» ненавидели и боялись, о нем ходили легенды, причем некоторые из них, как показало время, оказались невымышленными. Говорили, например, что в промежутке между обшивками его корпуса заживо замурованы люди, а их тени ночью бродят по палубе, умоляя предать их земле. Когда спустя много лет корабль пошел на слом и его разобрали, там действительно обнаружили скелет человека. Видимо, получив травму, один из рабочих упал в промежуток между внешней и внутренней обшивками, но его криков о помощи не услышали из-за постоянного грохота молотков клепальщиков, и он навсегда остался заживо погребенным на судне.