Este trabajo le valió para ser contratado por el observatorio como astrónomo amateur. En 1929 comenzó a trabajar como astrónomo Júnior utilizando una cámara de 13 pulgadas. El trabajo que se le encomendó fue la búsqueda del planeta X, que había sido emprendida antes por Percival Lowell. Clyde tomó fotografías de porciones del cielo cada 5 o 6 días. Estas se revisaban por el método de centelleo, determinando diferencias en las posiciones de los objetos celestes. En las noches del 23 al 29 de enero de 1930, Tombaugh realizó fotografías de la región de delta geminorum.