På Herrevad Kloster fik Tycho sit første store gennembrud som astronom. Mortensaften den 11. november 1572 arbejdede han som så mange gange før i sit laboratorium. Da han endelig holdt op, var det for længst blevet mørkt, og mens han gik over gårdspladsen, så han op mod himlen, og standsede så brat op. På himlen så han noget, som han ikke troede, var muligt. En ny stjerne! En funklende klar ny stjerne i stjernebilledet Cassiopeia. For at være hundrede procent sikker i sin opdagelse tilkaldte han andre, der kunne bekræfte, at der virkelig var tale om en helt ny stjerne. Han gav stjernen navnet Stella Nova, som betyder den nye stjerne på latin. Igennem et helt år observerede Tycho Brahe den nye stjerne, og i 1573 udgav han bogen De Nova Stella.
Nu blev Tycho Brahe for alvor berømt i udlandet. Indtil da havde man troet, at alt i himmelrummet over Månen var uforanderligt. Man troede, at planeterne og stjernerne bevægede sig i faste baner rundt om Jorden, og at intet havde ændret sig, siden Gud skabte verden.