第谷于1559年入哥本哈根大学读书。1560年8月，他根据预报观察到一次日食，这使他对天文学产生了极大的兴趣。1562年第谷转到德国莱比锡大学学习法律，但却利用全部的业余时间研究天文学。1563年第谷观察了木星和土星（两行星在天空靠在一起），并写出了他的第一份天文观测资料，同时注意到合的发生时刻比星历表预言的早了一个月。他领悟到当时用的星历表不够精确，于是开始了长期系统的观测，想自己编制更精确的星历表。1566年第谷开始到各国漫游，并在德国罗斯托克大学攻读天文学。从此他开始了毕生的天文研究工作，取得了重大的成就。
在巴塞尔和奥格斯堡继续求学后，第谷因父亲生病而返回家乡。1572年11月11日，他看到仙后座有一颗新的明亮恒星，便使用他自己造的仪器对这颗星进行了一系列观测，直到它1574年3月变暗到看不见为止。前后16个月的详细观察和记载，取得了惊人的结果，彻底动摇了亚里士多德的天体不变的学说，开辟了天文学发展的新领域。
由于第谷与农家女结婚而同他的贵族家庭闹翻了，他很高兴接受了到哥本哈根和德国讲课的建议。他曾考虑定居瑞士，但1576年丹麦国王腓特烈二世将汶岛赐予他作为新天文台台址，并许诺他一笔生活费。于是，第谷在丹麦与瑞典间的汶岛开始建立“观天堡”。这是世界上最早的大型天文台，在这里设置了四个观象台、一个图书馆、一个实验室和一个印刷厂，配备了齐全的仪器，耗资黄金1吨多。直到1599年，第谷在这里工作20多年，取得了一系列重要成果，创制了大量的先进天文仪器。其中最著名的有1577年对二颗明亮的彗星的观察。他通过观察得出了彗星比月亮远许多倍的结论，这一重要结论对于帮助人们正确认识天文现象，产生了很大影响。
1599年丹麦国王腓特烈二世死后，第谷在波希米亚皇帝鲁道夫二世的帮助下，移居布拉格，建立了新的天文台。1600年第谷与开普勒相遇，邀请他作为自己的助手。次年第谷逝世，开普勒接替了他的工作，并继承了他的宫廷数学家的职务。第谷的大量极为精确的天文观测资料，为开普勒的工作创造了条件，他所编著经开普勒完成，于1627年出版的《鲁道夫天文表》（Rudolphine Tables）成为当时最精确的天文表。
第谷是一位杰出的观测家，但他的宇宙观却是错误的。第谷本人不接受任何地动的思想。他认为所有行星都绕太阳运动，而太阳率领众行星绕地球运动。他的体系是属于地心说的，这一体系十七世纪初传入我国后曾一度被接受。
第谷对天文学的贡献是不可磨灭的，他所做的观测精度之高，是他同时代的人望尘莫及的。第谷编制的一部恒星表相当准确，至今仍然有使用价值。可以说，作为丹麦天文学家的第谷，是近代天文学的奠基人。
第谷是最后一位也是最伟大的一位用肉眼观测的天文学家。就其伟大而言，伊巴谷可能是唯一的抗衡者。第谷早在十三岁时就进入哥本哈根大学学习法律和哲学。他原来打算研究神学，但在1560年他观察了日食，于是转向研究天文学和数学。后来他到德国受到进一步的培养和教育。
第谷于1563年观察木星和土星接近时，注意到这两颗星接近的时间比根据阿尔丰沙十世所制的星表预计的时间相差一个月。于是他开始购买仪器，使用这些仪器进行观察来制作新星表。他还逐渐用占星术算命，正像近代早期的天文学家那样，一生都对占星术感兴趣。（那时占星术是远比真正的天文学更为有利可图的行业，资助者宁可资助占星术算命，也不愿资助科学上的发现。）
最初第谷对出版此书曾犹豫过，因为他以为写书会降低高贵人的身份，可幸的是他后来克服了这种势利的影响。
从此他誉满天下，欧洲各国学者都来拜访他。就连自己以为是学者的统治者也来拜访他，例如苏格兰国王詹姆斯六世。他于1590年访问了丹麦，并与丹麦公主成婚。（后来，他继承了英国王位称为詹姆斯一世。）
提出“第谷理论”的部分原因是为了强调第谷的正统观念来反对他在丹麦朝廷的许多敌人。联想起赫拉克雷迪斯*的观点，第谷的理论遭到了在不顾一切进行反抗的年代里半心半意进行妥协的人所注定的命运。后来，第谷理论几乎被人们完全漠视了。
（然而，半个世纪以后，利奇奥里*要给用伽利略的望远镜观察到的月球上的火山口定名。利奇奥里至少对第谷理论是钦佩的，所以他以第谷的名字来命名最突出、最壮观的火山口。因为他钦佩希腊的天文学家，所以把他赞赏希腊天文学所著的书取名为《新至大论》他以伊巴谷和托勒密的名字命名了位于月球表面中心一个当小的火山口以阿利斯塔克*的名字为名。至今月球表面仍用这些名字---这是一种不愿摒弃希腊天文学的表示。）
第谷在他不整个研究时期，一直坚持进行出色的精确观察，达到了用肉眼所能达到的最佳观察效果。由于大气折射观察到的天体位置会有所变化，他和其他一些天文学家一样也考虑到了这点。他还校正了仪器的误差。
这种“格雷戈里历”迅速被天主教国家所采用，而基督教和希腊东正教国家后来才逐渐采用此历。（他们宁可采用萦西吉斯*的错误年历，而不愿采用格雷戈里教皇的正确年历。）今天，除去一些宗教仪式要求用另外历法的地方外，文明世界都已普遍采用此历法。
约在历法进行改革时，斯卡利热尔*在科学的基础上编定了年表。
但第谷逐渐遇到了大伤脑筋的事，绝大部分是他作茧自缚。第谷总念念不忘他是个丹麦贵族，并且骄傲自大和特别爱与人争吵。他对他的下属极其粗暴，并和每个人进行斗争。曾为了争论数学上的某个论点，在罗斯托克一次愚蠢的半夜决斗中（那是在1565年，他才19岁），他的鼻子被割掉，后来他一生都装一金属的假鼻子。有些人一直怀疑这传说，从发掘出三角形布条他的尸骨进一步证实了此传说。第谷为显示自己是贵族，竟使他达到极为可笑的程度，他还遵照古礼穿着朝服进行天文观察。
第谷于1597年，应德国国王鲁道夫二世（数年前第谷曾参加了他的加冕典礼）之邀，离开丹麦前往德国，在布拉格新区定居。在这里他有一伟大发现，发现了开普勒*这个德国青年助手。
