老船主听黄道婆倾吐了访艺志向，哭诉了痛苦遭遇，看着她一身破衣烂衫，满脸血痕泪水，不由得又敬重又同情，点头答应了她的要求。于是，黄道婆登上船头，遥望乌泥径，洒泪告别了亲爱的出生地，随船南渡。那时，交通工具简陋，航海技术低劣，黄道婆不避风险，忍着颠簸饥寒，闯过惊涛骇浪，先抵占城，随后到了崖州。她看到当地棉纺织业十分兴盛，便谢过船家在海南落了脚。
崖州的木棉和纺织技术强烈地吸引着黄道婆，朴实的黎族人民热诚地欢迎她、款待她。她同他们结下了深厚的友谊，也爱上了这里的座座高山、片片阔林。拿起著名的黎幕、鞍搭、花被、缦布，瞅着那光彩明亮的黎单、五色鲜艳的黎饰，黄道婆便看不胜看，爱不释手，赞美不止。为了早日掌握黎家技术，她刻苦学习黎族语言，研究黎族的纺棉工具，学习纺棉技术，废寝忘食，争分夺秒，像着了迷一样，每学好了一道工序，会用一种工具，她的心就仿佛开了花、吃了蜜。黎族人民不仅在生活上热情照顾黄道婆，而且把自己的技术毫无保留地传授给她。聪明的黄道婆，把全部精力都倾注在棉织事业上，又得到这样无私的帮助，很快就熟悉了黎族全部织棉工具，学会了他们的先进技术。尽管绞尽脑汁，熬心血的劳动消耗，把黄道婆的一头青丝换上了全部白发，给她丰润的脸上刻下道道深而密的褶皱，但她还是精神抖擞，深钻细研，锲而不舍，刻苦实践，三十年如一日，终于成为一个技艺精湛的棉纺织家。
岁月恰似织布快梭，转眼之间，到了13世纪末叶，蒙古人早已征服全国。为了缓和各族人民的反抗，元朝统治者慢慢改变以前那样屠杀掠夺政策，实行一些恢复和发展生产的措施，江南经济开始好转。黄道婆这些年在元朝统治力量薄弱的少数民族聚居的地区，未兴刀兵没受涂炭，顺利地学习成功。现在，听说故乡安定下来，有了生机，不由又想起那里棉织业的落后情形，内心复活了改变江南技术面貌的志向，升起了一股难以抑制的思乡感情。她向海南同胞说出了心事，情长谊深的黎族姐妹舍不得离开她，但又理解她，只好与她惜别。
公元1295年的一天，黄道婆忍痛告别了第二个故乡，搭船离开美丽的崖州，重返她阔别三十多年的长江之滨。经过了改朝换代的战乱，黄道婆的公婆和丈夫，早已先后死去，她一心无挂，只抱着造福于民的善良愿望，不顾晚年体力衰微与生活孤单，回到家乡马上投身于棉纺织业的传艺、改良和创新活动。乡亲们亲切地欢迎她满载而归，她更是不辞辛苦，东奔西走。热心地向乡亲们讲述黎族的优良制棉技术，妇女们成天围着她听得倾心入神。她便把自己海南所得，倾囊相授。同时，还把黎族先进经验与家乡的生产实践结合起来，努力发挥自己的才能智慧，积极发明创造。对棉纺织工具与技术，进行了全面的改革。制造了新的擀、弹、纺、织等工具，刷新了家乡棉纺业的旧面貌。首先是改革了擀籽工序。她先打听家乡近些年是怎样去籽净棉的，妇女们苦恼地告诉她，还是用手指一个一个地剥。黄道婆说，从现在起，咱们改用新的擀籽法吧。便教大家一人持一根光滑的小铁棍儿，把籽棉放在硬而平的捶石上，用铁棍擀挤棉籽，试验以后，妇女们乐不可支地嚷着：“一下子可以擀出五、六、七、八个籽儿呀，再也不用手指头挨个儿数了！”
黄道婆见大伙高兴，也感到十分快活，但并不满足，继续探寻更为科学高效的新方法。忽然，她想到了黎族脚踏车的原理，心里豁然一亮，马上和伙伴商量试用这一原理制造轧棉机，白天黑夜都琢磨。最后，用四块木板装成木框，上面树立两根木柱，柱头镶在一根方木下面，柱中央装着带有曲柄的木铁二轴；铁轴比木轴直径小，两轴粗细不等，转动起来速度不同。黄道婆同两个姐妹，一个人向铁木二轴之间缝隙喂籽棉，两个人摇曲柄，结果，棉絮棉籽迅速分落两轴内外两侧。“太好了，又省力，又出活儿！”妇女们围着这新搅车，像山雀一样，欢跃起来，庆祝这一新的发明！
与此同时，黄道婆把沿用多年的小弓，弓身由一尺半长改为四尺多长，弓弦由线弦改为绳弦，将手指拨弦变为棒槌击弦。这结实有力的大弓，弹起棉来，铮铮然节奏鲜明，仿佛响起一支好听的劳动乐曲，棉花弹得又松又匀，又快又干净。接着，在纺纱工序上，黄道婆创造出三锭脚纺车，代替过去单锭手摇纺车。脚踏的劲头大，还腾出了双手握棉抽纱，同时能纺三根纱，速度快、产量多，这在当时世界上是最先进的纺车，实在是个了不起的技术革命。在织布工序上，黄道婆对织布机也有一定的改革。她借鉴我国传统的丝织技术，汲取黎族人民织“崖州被”的长处，与乡亲们共同学习研究错纱配色、综线挈花等棉织技术，织成的被、褥、带、帨（手巾）等，上面有折枝、团凤、棋局、字样等花纹，鲜艳如画，“乌泥径被”驰名全国。
黄道婆回乡几年之后，松江、太仓和苏杭等地，都传用她的新法，以致有“松郡棉布，衣被天下”的盛称。制棉业逐渐兴旺起来，甚至乌泥径附近一千多户靠棉织技术谋生的居民，生活水平都比过去显著提高了。黄道婆的一生刻苦学习研究、辛勤劳动实践，有力地影响和推动了我国棉纺织业的发展。她的业绩在我国纺织史上灿然发光。人民热爱她、崇敬她，在她逝世的时候，大家怀着悲痛心情，纷纷捐资把她安葬在华泾镇。上海群众曾不断地为她兴立祠庙，其中规模宏大的先棉祠，每年四月黄道婆的诞辰，都有人接踵赶来致祭。多少年来，人们感念黄道婆的歌谣，一直传唱不止：黄婆婆，黄婆婆，教我纱，教我布，两只筒子两匹布。