Вирішальним для його наукової кар’єри стало відкриття наднової зірки у сузір’ї Кассіопеї 1572 року. Спостерігаючи її протягом двох років, Браге довів, що навіть так званий «незмінний» небесний світ підлягає змінам. Це відкриття стало ударом по арістотелівській концепції вічності небесних сфер і підкріпило розвиток нової астрономії.
За підтримки данського короля Фрідріха II у 1576 році вчений отримав у володіння острів Вен, де заснував велику обсерваторію Ураніборг. Це була не лише обсерваторія, а й науково-дослідний центр з друкарнею, майстернями та лабораторіями. Там він створив нові інструменти, зібрав найточніші на той час дані про рух зірок і планет та вивчив учнів з усієї Європи. Його спостереження комети 1577 року довели, що вона рухається за межами орбіти Місяця, що остаточно зруйнувало старі космологічні уявлення.
Після смерті Фрідріха II вплив Браге в Данії зменшився, і 1597 року він залишив батьківщину. Зрештою він перебрався до Праги, де працював при дворі імператора Рудольфа II. Там він співпрацював з Йоганнесом Кеплером, якому після смерті передав величезний архів своїх спостережень. Саме ці дані стали основою для відкриття Кеплерових законів руху планет, а згодом і для фундаментальних праць Ісаака Ньютона.
Тихо Браге помер у 1601 році, залишивши всі свої дані Кеплерові.
Іван Гудзенко