据说在1682年的一天夜里，突然有一颗明亮的彗星划过欧洲的夜空。许多人被这一奇特的自然现象吓坏了，以为世界末日就要来到，每天心惊胆战地过日子。当时英国有一位天文学家也看到了这颗彗星，他就是哈雷，当然他没有像世人那样惊慌失措。
哈雷从小就对天文现象感兴趣，他曾亲眼目睹过1664年和1665年出现的彗星。当时的人都十分迷信，大多数人都认为这两颗彗星的出现是不祥之兆，因为当年欧洲发生了黑死病瘟疫和伦敦大火。在父亲的帮助下，哈雷自己买了一架望远镜来观测天象。17岁时，他进入牛津大学王后学院学习。入学的第二年，哈雷就写信给格林尼治天文台台长、皇家天文学家弗兰提斯德，指出了他绘制的木星图和土星图中的计算错误。弗兰提斯德并没有不高兴，而是虚心接受了哈雷的观测记录。哈雷20岁的时候，依靠印度公司的资助前往圣勒拿岛，他在那里建立了南半球第一座天文台。通过长时间的观测，他编制出了第一个包含341颗南天恒星黄道坐标的南天星表。
哈雷具有良好的科学素养，他不仅勤于观测，而且还善于思考，这些良好品质为他后来研究彗星奠定了坚实的基础。
著名的天文学家开普勒当年曾不辞辛苦地研究火星运动，终于发现了行星运动的三大定律。这件事给了哈雷很大启发。他想，既然行星都按照一定的轨道有规律地运行，那么，彗星运行是否也有什么轨道呢？其中是不是也有某种规律性呢？一想到这些，哈雷就决心解开这个难题。他花了大量时间搜集有关彗星出现的历史记载，并且编制了一张表，把彗星出现的时间、运行路线和在天空中的位置详细地列在表中。由于种种原因，搜集到的资料都很不完整，所以哈雷对每一颗星的记录都要加以整理计算，以便分析研究。
经过反复地计算分析，哈雷发现1682年的彗星的轨道很像1607年、1531年出现的彗星的轨道，而且前后出现的时间间隔也比较接近，大约都是76年。他根据自己的研究分析，认为这3颗彗星很可能是同一颗彗星在不同时间里出现了3次。1704年，哈雷升任为牛津大学教授，第二年他就发表了《彗星天文学论说》，书中详细记述了1337～1698年间天文学家观测到的24颗彗星及其轨道。他在书中指出1531年、1607年、1682年出现的3颗大彗星的轨道十分相似，由此推断它们是同一颗彗星每隔75～76年飞临地球一次。他甚至预言：1758年底或1759年初这颗彗星将再度回归近日点。令人遗憾的是，哈雷没有等到亲眼目睹这一天文奇观。1742年，哈雷病逝于格林尼治，享年86岁。
哈雷虽然去世了，但他的研究事业还在继续，哈雷彗星开始向世人展示它的秘密。
1743年，一位名叫克雷洛的法国数学家根据哈雷的预言，运用万有引力定律，进一步计算了遥远的木星和土星对这颗彗星的引力效应。最后他得出结论，说该彗星届时会在土星和木星的引力作用下，稍微偏离原来的轨道，这样它回归时出现的时间要迟于哈雷原先预测的时间：它很有可能是在1759年4月出现。
1759年3月，这颗人们期待已久的明亮的彗星终于如期而至。它比哈雷所预报的时间晚了一些。牛顿万有引力定律的可靠性也再一次得到有力证明。后人为了纪念哈雷在彗星轨道计算方面的伟大贡献，就把这颗彗星以他的名字命名。
彗星的中心部分是彗核，呈固体状，构成彗核的冰冻团块、尘埃在彗星绕太阳运动时都有一部分物质会损失掉。因为在彗星高速行进中，从彗核蒸发出来的气体、尘埃等被吹离彗核，进入到行星际空间。这样一来，彗星总有一天也会“寿终正寝”。彗核中所有的尘埃、气体一次次地蒸发，彗核的结构越来越松散，直到有一天它支离破碎，整个地被瓦解，彗星的生命也就终结了。
彗星的外观很庞大，其实它徒有其表，它的密度极小，整个就是“虚空”的。据说1000亿颗彗星的质量合起来才等于地球的质量，由此可见，它是多么“轻”了。彗核瓦解崩溃后，一部分物质可能成为很小的小行星；另一部分物质变成流星群，游荡在太阳系中。观测表明，地球上常见的流星雨现象和彗星有着十分密切的关系。由于彗星经常游荡在远离太阳的太空中，太阳很少影响到它的活动，许多早期太阳系的信息都保留在它身上，因此彗星在研究天体演化方面具有非常重要的作用。
据史料记载，中国人最早观测到哈雷彗星。中国有一部古书名叫《春秋》，里面清楚地记载着，鲁文公十四年（即公元前613年），“秋七月，有星孛入于北斗”，这里的“星孛”就是指哈雷彗星。这是世界上关于哈雷彗星的第一次确切文字记载。中国的另一部史书——西汉的《淮南子》中也有对哈雷彗星的文字记载：“武王伐纣……彗星出，而授殷人其柄。”中国现代著名天文学家张钰哲先生经过推算指出，自公元前240年起，中国的史书记载了每次哈雷彗星的出现，无论是次数还是详细程度，在世界上都是最完备的。
哈雷彗星最近的一次回归是在1986年。现在历史已经跨进了21世纪，我们期待着哈雷彗星再次回归。