En 1929, el nuevo director del observatorio, Vesto Melvin Slipher, encargó la búsqueda a Clyde William Tombaugh, un joven de Kansas de 23 años que lo dejó impresionado con sus dibujos astronómicos.
La tarea de Tombaugh consistió en la toma de pares de fotografías del cielo nocturno para, a continuación, examinar cada par y determinar si algún objeto había cambiado de posición. El 18 de febrero de 1930, tras casi un año de búsqueda, encontró un objeto que se había movido en las placas tomadas el 23 y 29 de enero de ese año. Después de que el observatorio obtuviera fotografías adicionales de confirmación, la noticia del descubrimiento se telegrafió al observatorio del Harvard College el 13 de marzo de 1930.