英国的天文学在威廉·赫舍尔将天王星添列为行星、放弃其音乐家生涯时，达到了顶峰。赫舍尔的父亲是汉诺威军队中的一名乐师。他1738年生于汉诺威，并取名为腓特烈·威廉，遵循父业，并在七年战争的头场战役中投效为乐师。1757年，他被送往英国深造音乐。在足与伦敦匹敌而为上流社会聚集中心的巴斯城，他从八角形小礼拜堂的一名吹木箫者升为指挥者，再升为风琴师。他一边组曲，一边教导音乐，有时一周上35堂课。晚上，他以研究微积分松弛身心，然后转到光学，最后改为天文学。他将弟弟雅各布从德国带来。1772年，替他们理家的妹妹卡洛琳学会了记载天文记录，她最后也成为有成就的天文学家。
赫舍尔基于绘制诸天图的雄心，复得胞弟之助，制造了自己的一架望远镜。他自己磨琢那些镜片，曾连续工作16个小时之久。卡洛琳照顾他的饮食，或将塞万提斯、菲尔丁、斯泰恩的小说读给他听，以解除烦闷。1774年，36岁的他首次展开观察。但多年来他只能在乐师工作之暇，从事天文研究。1781年3月14日，他有了世纪性的发现，但他大大低估了这一发现的重要性：
查看巨蟹星附近的许多小星体之际，我观测到一颗显然比其余的星星大的星体。惊讶其不同寻常的外观，我将之比拟为巨蟹星与介乎御夫座、双子座之间，处于四分角里的那颗小星。我同时发觉它远大于其中任一颗星，我怀疑它是一颗彗星。
那不是一颗彗星。以后持续的检视旋即显示，它以一种近乎圆周的轨道绕日旋转，其轨道大于地球轨道的19倍，2倍于土星的轨道。它是一颗新的行星，在天文记录中属于第一颗被如此认出的行星。所有的知识界均为这一发现欢呼，因其结果形成了2倍于从前所知的太阳系的直径。皇家学院以会员资格和克卜勒奖章赠给赫舍尔，乔治三世说服他放弃乐师生涯而改任国王的天文学家。赫舍尔给这颗新行星取名为“乔治族之星”（Georgium Sidus），但天文学家后来同意称之为天王星，这是从汉诺威诸王手中夺过该星，并像该星的所有伙伴一样，转让给异教诸神。
1781年，威廉与卡洛琳搬往斯拉夫城居住。他那微薄的200镑年薪无法维持他、他胞妹及他的仪器之需。他以制售望远镜贴补所需。1785年，他造了一架40英尺长，同时兼附一面4英尺直径的镜子的望远镜。一位音乐家和史学家的女儿范妮·伯尔尼，在1786年12月30日的日记中写道：
今早我父亲带我（当时她已36岁）到赫舍尔那里。这位伟大而不平凡的人物几乎张开双臂接待我们……在赫舍尔邀请下，我通过他的望远镜逡巡了一下！他那架望远镜大得可使我站直着看，而一点也不会不便：即使我穿着羽衣和钟形衬圈，也照样可行——这就是它的圆周。
1787年，赫舍尔发现了天王星的两颗卫星，他命名为奥伯伦（Oberon）与提坦尼亚（Titania）。1789年，他又发现土星的第六与第七颗卫星。1788年，他娶了一位富有的寡妇。他不用再为金钱操心，但仍以未减的狂热继续其调查工作。在那些星体出来而不为过亮的月光遮晦时，他都彻夜工作。他的大部分观察都在50英尺高的梯子才可抵达的露天平台上完成。有时，天气的严寒使卡洛琳带在身边用以记载观察所得的那瓶墨水都冻结了。
赫舍尔以较好的望远镜，并更有系统地继续查理·梅西耶与尼古拉斯·拉卡耶两人的工作，以确定并列出星云和星群的位置，然后将2500座星云与星群表及848颗双星交给皇家学院（1782—1802年）。在这848颗星体中，他自己即发现了227颗。他猜想它们可因相互吸力和相互旋转而成双成对——牛顿理论大大应用于星际的相关位置。在许多情况下，过去看来像一颗星的东西，结果都是一束星群，其中有些星群以大望远镜观测，都是距离地球差别很大的个别星体。以新的倍数放大的银河，从发光的云体变为无数单一的发光体的聚集与连续。以前似乎仅为星体漫布的天空，现在呈现为被它们拥挤，其密度几乎如雨中的水滴。我们无助的肉眼过去只看到第一到第六光度的星体，而今赫舍尔的望远镜显示比最大光度微弱1342倍的额外星体。与伽利略一样，赫舍尔巨幅扩张了已熟知的宇宙。假设帕斯卡在他当时已知的宇宙无穷浩瀚前颤抖，则他置身在无法计数——据赫舍尔说距离地球约在117500000000000英里之外——的星体纵深外的无穷纵深之前，又会作何感想？许多这些星体是带有行星环绕在其周围的恒星。我们自己的太阳及其行星与卫星在一个宇宙光体中都被减为一个斑点而已。
赫舍尔最重要的建议之一，是关于太阳系横过太空中的运动。先前的观察已指出，某些相关的星体在记录时，彼此的推斥曾经减少或增加。他猜疑，这一差异是由于太阳系的运离其辐合或运向其离异星体，犹如街道两侧面对面的两盏灯，我们离开或接近时，似乎在辐合或离异。他得出结论，视为一个整体的太阳系，在背向某些星体，同时朝向武仙座的一颗星体运转。他于1783年发表该学说，普莱沃（Pierre Prévost）也于数月后宣布相同的理论。英法两国相对峙的天文学家团体，处在热烈竞争与密切结合中。
一位同时代的人描写82岁的赫舍尔为“一位伟大、单纯的好老人，他的单纯、和善、轶闻及跃跃欲解释自己于宇宙的崇高观念，具有难以描写的魔力”。他的一切工作成就也有卡洛琳的一份奉献，她不但小心记载他的观察所得，完成复杂的数学计算以指引他，自己也发现3座星云和8颗彗星。威廉死后，她回到汉诺威和亲友一起居住。在那里，她继续研究，进一步表列她哥哥的发现。1828年，她获得天文学院的金奖章，1846年复从普鲁士王那里获得一枚奖章。她死于1848年，时年98岁。
