Começa a desenvolver suas pesquisas no mesmo ano. Em 1593 passa a ensinar o sistema de Copérnico no colégio luterano de Graz, na Áustria. Entre 1600 e 1612, vive em Praga, onde se torna discípulo do astrônomo Tycho Brahe. É o período mais importante de sua vida científica, pois o contato com Brahe lhe permite usar os dados obtidos por ele para formular as três Leis dos Movimentos dos Planetas, origem da Mecânica Celeste.
Duas dessas leis são descritas em seu trabalho mais importante, Astronomia Nova (1608). Sua vasta obra compreende mais de 86 títulos, entre os quais os estudosNova Esteriometria dos Tonéis de Vinho (1615), A Doutrina Esférica, vol. I, II, e III (1618) e A Doutrina Teórica (1621). O último livro, O Sonho ou Obra Póstuma de Astronomia Lunar, escrito em 1628, é publicado postumamente, em 1634. Morre cego.