Im Jahre 1591 wurde Kepler Magister in Tübingen; in den Jahren 1594 - 1600 war er Lehrer für Mathematik und Moral an der Stiftsschule in Graz. Dort veröffentlichte er 1596 als Erstlingswerk die Abhandlung "Mysterium cosmographicum" , in dem er die Zahlenverhältnisse im Aufbau des Planetensystems zu ergründen und ihre Harmonie zu beweisen suchte. Dieses Werk machte Kepler als Astronom bekannt.

Zur Jahrhundertwende 1600 ging Kepler als Gehilfe Tycho Brahes nach Prag. Dort wurde Kepler nach dem Tod Brahes 1601dessen Nachfolger als Kaiserlicher Mathematiker. In Prag fand er aufgrund der Beobachtungsergebnisse Tychos die nach ihm benannten ersten beiden Gesetze der Planetenbewegung, veröffentlicht in der Schrift "Astronomia nova" im Jahr 1609.

Später erweiterte er die Untersuchungen über den harmonischen Bau des Weltalls in seiner Schrift "Harmonices mundi" 1619, in der er das dritte Gesetz der Planetenbewegung mitteilte. 1627 schließlich veröffentlichte er seine Tafeln der Planetenbewegung: "Tabulae Rudolphinae" , die bis zum 18. Jahrhundert die Grundlage aller astronomischen Rechnungen waren.

Seit 1612 unterrichtete er am Gymnasium zu Linz, 1628 wechselte er zu Wallenstein in Sagan. Als dieser die ihm gemachten Zusagen nicht innehielt, reiste Kepler 1630 nach Regensburg, um auf dem dortigen Reichstag sein Recht geltend zu machen. Dort starb Kepler am 15. 11. 1630 im Alter von 58 Jahren.