Cały czas rozwijał swoje zainteresowania astronomiczne, a od 1773 roku zaczął kupować i konstruować teleskopy. Zbudował teleskop o średnicy 120 cm. Rozwinął własną produkcję teleskopów, najpierw tylko na własny użytek, a później również na sprzedaż. Nauczył się sam szlifować zwierciadła do teleskopów. Zbudował w ciągu życia 400 teleskopów, w tym największy wówczas na świecie teleskop o długości 40 stóp (12 metrów) ustawiony w miejscowości Slough, niedaleko Windsoru, który używał sam do własnych obserwacji. W 1772 roku do Anglii przybyła jego siostra Caroline, która pomagała mu w pracach astronomicznych (samodzielnie odkryła 8 komet m.in. kometę Enckego). W 1774 sporządził 5-stopowy teleskop i wszystkie noce poświęcił na obserwacje nieba. Za pomocą własnych urządzeń 13 marca 1781 roku odkrył planetę Uran, którą na cześć króla Anglii – Jerzego III, nazwał Georgium Sidus. Była to pierwsza nowa planeta odkryta od czasów starożytnych. W roku 1782 król Jerzy III powołał go na stanowisko osobistego astronoma królewskiego oraz dał mu pensję roczną 200 funtów na dalsze badania.
William Herschel, właściwie Friedrich Wilhelm Herschel (ur. 15 listopada 1738 r. w Hanowerze, Niemcy, zm. 25 sierpnia 1822 r. w Windsorze) – astronom, konstruktor teleskopów i kompozytor, znany z wielu odkryć astronomicznych, a szczególnie z odkrycia Urana.
W 1783 odkrył ruch własny systemu słonecznego, zaś rok później (1784) stwierdził skończone rozmiary galaktyki. Kontynuując badania nowej planety w roku 1787 odkrył 2 księżyce Urana.
14 maja 2009 roku Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) wysłała na orbitę największy w historii badań kosmosu teleskop (zwierciadło o średnicy 3,5 metra), nazwany właśnie imieniem tego słynnego astronoma: Kosmiczne Obserwatorium Herschela.
Na jego cześć jedna z planetoid została nazwana 2000 Herschel. Jego syn, John Herschel także został sławnym astronomem.
Jego zaawansowane technicznie teleskopy umożliwiły mu odkrycie w 1789 roku szóstego i siódmego księżyca Saturna (Enceladus oraz Mimas) oraz obliczenie wysokości gór na Księżycu. Stworzył i wydał listę ponad 850 gwiazd podwójnych i wielokrotnych oraz opublikował pierwszy katalog mgławic, których odkrył 2500. W roku 1803 zaobserwował istnienie względnego ruchu gwiazd-składników układów podwójnych.
Był synem Izaaka i Anny Herschelów. Od najmłodszych lat uczył się gry na skrzypcach i oboju. W wieku 15 lat wstąpił do orkiestry pułku gwardii hanowerskiej, a w 1757 roku wyjechał z bratem do Anglii, gdzie pracował jako muzyk. Tam też w roku 1793 otrzymał obywatelstwo angielskie i przyjął imię William, którego odtąd używał jako jedynego. W 1766 roku został organistą w Octagon Chapel, w miejscowości Bath, a następnie objął stanowisko głównego dyrygenta orkiestry.
Najwięcej odkryć dokonał Herschel w dziedzinie astronomii gwiazd stałych. Ze swoich badań wyprowadził wiele ważnych wniosków, dotyczących budowy Wszechświata i kształtu Drogi Mlecznej. Pod koniec życia otrzymał angielski tytuł szlachecki "Sir". Jest autorem przeszło 70 prac, drukowanych w Philosophical Transactions (1780–1818). Zbiór jego dzieł wydano jako Scientific Papers (Londyn, 1912, 2 tomy).