El 13 de marzo de 1781 Herschel escribió en su cuaderno de observaciones que había observado en Géminis "una curiosa estrella difusa" que era "visiblemente más grande que el resto [de las estrellas en el mismo campo de visión]". De hecho, este astro no podía ser una estrella pues tenía forma de "disco" y además se desplazaba respecto del fondo de estrellas fijas. Con esta forma y desplazamiento, el nuevo astro tan sólo podía ser un objeto del sistema solar: un cometa, un satélite o un planeta. Como las posiciones de los planetas, rodeados de sus satélites, eran bien conocidas, Herschel concluyó que se trataba de un nuevo cometa y así lo anunció.

Pero las observaciones que siguieron mostraron que el nuevo astro no tenía los bordes difusos de los cometas, sino que su contorno era bien nítido y definido. Además, su movimiento no era el acostumbrado de las órbitas fuertemente alargadas de los cometas, sino que seguía una órbita lenta y casi circular. La lentitud de su movimiento claramente indicaba que se trataba de un objeto más lejano del Sol que el propio Saturno.

La realidad acabó pronto por imponerse: 173 años después de las primeras observaciones que Galileo realizó con telescopio, Herschel había descubierto un nuevo planeta. Este planeta estaba situado respecto del Sol al doble de distancia que Saturno. Súbitamente, había que revisar la concepción que se había tenido hasta entonces del sistema solar. Nuestro sistema planetario era mucho más grande de lo que se había pensado antes, ahora nada impedía que incluso pudiese haber planetas aún más lejanos.

Resulta curioso que, antes de Herschel, al menos una veintena de astrónomos profesionales habían observado Urano, pero debido a su poco brillo y a su lento movimiento, todos habían pensado que se trataba de una estrella. Por ejemplo, el primer Astrónomo Real de Gran Bretaña, John Flamsteed (1646-1719), lo catalogó como una estrella denominada 34 Tauri.

Herschel recibió el reconocimiento inmediato de los astrónomos profesionales y algunos de ellos sugirieron que el nuevo planeta se denominase 'Herschel', pero el descubridor sugirió bautizarlo "Georgium sidus" en honor del rey Jorge III de Inglaterra y este curioso nombre (planeta "Jorge") se utilizó hasta principios del siglo XIX. La propuesta de denominarlo Urano provino del astrónomo alemán Johann Elert Bode (1747-1826) quién argumentó que, puesto que en la mitología Urano era del padre de Saturno, se podía mantener una secuencia generacional según nos alejamos desde la Tierra: Marte es el hijo de Júpiter, Júpiter es el hijo de Saturno, y Saturno es el hijo de Urano.

En diciembre del mismo año del descubrimiento de Urano (1781) William Herschel fue elegido miembro de la Royal Society y fue nombrado astrónomo real con un salario anual de 300 guineas. Este salario le permitió abandonar su oficio de músico para consagrarse completamente a la astronomía. Utilizando telescopios progresivamente mayores, redondeó sus descubrimientos en el sistema solar cuando en 1787 descubrió los dos satélites mayores de Urano: Titania y Oberón, y en 1789 dos nuevos satélites de Saturno: Encelado y Mimas.

Pero, de hecho, la localización de Urano no constituyó para Herschel más que el principio de una carrera llena de logros y descubrimientos. Herschel no sólo fue el mayor constructor de telescopios de la Historia, sino que además es el auténtico pionero de la astronomía estelar, del estudio de la Galaxia y de la identificación de nebulosas. Pero todos estos logros son otras historias.