Tras morir Carlos V en 1558, aceptó permanecer al servicio de su hijo Felipe II. Parece ser que pidió aumento de sueldo, que le concedió el rey mediante Cédula Real de 26 de julio de 1562, donde figura el doble de sueldo, aunque también el compromiso de residir en la corte y no hacer más obras que las ordenadas por el rey (pagadas aparte del sueldo).

En su faceta de ingeniero, su obra más famosa, fue una máquina de canjilones en planos inclinados para abastecer de agua del Tajo a Toledo, situada a unos 100 metros sobre el río. Esta máquina es conocida como «el artificio de Juanelo» y es descrita por Ambrosio de Morales.

El marqués del Vasto le comunica esta empresa en 1565, firmando Turriano ese mismo año una escritura con los representantes de Toledo por la que se compromete a construir un artificio que permita resolver el problema del abastecimiento de agua a la ciudad, hasta esa fecha resuelto a base de subir odres con personas y jumentos. La escritura recogía el compromiso de los representantes de Toledo de pagar la obra con 8.000 ducados de oro más una pensión vitalicia de 1.900, quince días después de su finalización.

Consiguió de Felipe II dispensa de no tener que residir en la corte. En 1568 concluyó la construcción del artificio. Éste, que comenzó su funcionamiento el 25 de febrero de 1569, era capaz de subir 17.000 litros diarios –casi 5.000 más de lo estipulado que eran «mil seiscientos cántaros de cuatro azumbres»– desde un lugar cercano al puente de Alcántara hasta el Alcázar. Los representantes de Toledo decidieron no pagarle, argumentando que el agua sólo abastecía el real Alcázar. Turriano había adelantado más de 8 millones de maravedises, por lo que acudió al rey. En 1573, Felipe II publicó una cédula para arbitrar el conflicto. Los representantes de la ciudad opinaban que el rey pagase a Turriano los 8 millones, que Toledo le pagase 6.000 ducados, que Turriano construyese un segundo artificio para abastecer la ciudad y que el agua que ésta rindiese fuese propiedad de Turriano.

En 1581 terminó el segundo artificio. Pero Toledo tampoco le pagó. Murió arruinado el 13 de junio de 1585. Su nieto se ocupó entonces de mantener los dos artificios hasta su muerte en 1597. A partir de ahí, ambos artificios comenzaron a fallar, hasta que dejaron de funcionar en 1639.

Como dato curioso decir que las columnas del artificio se extrajeron de una de las canteras de granito de Orgaz: "se encuentra la de donde se sacaron los magníficos postes llamados de Juanelo, porque este grande hombre los movía y conducía a Toledo, sin otro auxilio que el de una hija suya, á pesar de que son unas columnas de 75 pies de largo y 5 de diámetro" (Diccionario de Madoz). Cuatro de estas columnas, de 11,50m de alto x 1,50m de diámetro, que permanecían en la cantera, fueron trasladadas al Valle de Cuelgamuros (Madrid), durante la construcción del Valle de los Caídos, y allí permanecen.

También se le atribuyen ciertos autómatas: pájaros que podían volar, soldados que simulaban batallas, figuras religiosas con diversos movimientos. Muy famoso fue su «hombre de palo», un muñeco de madera con movilidad propia, del que se dice que era capaz de salir todos los días a la calle, andar hasta el palacio arzobispal y recoger la comida. Debido a ello la calle donde vivió Turriano se conoce como calle del hombre de palo.

Por encargo de Felipe II, escribió Los veinte y un libros de los ingenios y máquinas de Juanelo. Algunos historiadores afirman que el pantano de Tibi, atribuido a Herrera, puede haber sido también obra suya.

Además, Turriano era matemático y astrónomo. Por ejemplo, colaboró con Gregorio XIII en la reforma del calendario juliano.

Informacion sacada de http://centros5.pntic.mec.es/ies.juanelo.turriano/ELARTIF.htm  y  http://campusvirtual.unex.es/cala/epistemowikia/index.php?title=Juanelo_Turriano