Para William fue una ayuda inestimable el tratamiento matemático que su hermana hacía de los datos por él obtenidos. De hecho, sólo cuando William estaba de viaje podía Caroline dedicarse plenamente a sus propias observaciones, y así fue como comenzó a hacer sus primeros descubrimientos de nebulosas. Varios objetos de cielo profundo había encontrado ya, cuando llegó, el 1 de agosto de 1786, el primer cometa que Caroline descubrió. Ello le valió un sueldo de 50 £ anuales por parte de Jorge III, y el reconocimiento de las autoridades científicas de la época, que acogieron, con recelo unos y con admiración otros, algo tan inédito como el trabajo científico de una mujer.