ในปี ค.ศ. 1934 หลังเซอร์ เจมส์ แชดวิกได้พบนิวตรอนเป็นองค์ประกอบในนิวเคลียสของอะตอมเป็นเวลาปีเศษ วอลเตอร์ บาด์ นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน และฟริทซ์ สวิกกี้ นักดาราศาสตร์ชาวสวิตเซอร์แลนด์ได้ทำนายการมีอยู่ของดาวนิวตรอน ซึ่งเชื่อว่าอยู่ในภายในซูเปอร์โนวา

ในปี ค.ศ. 1965 แอนโทนี่ เฮวิช นักดาราศาสตร์วิทยุชาวอังกฤษ และแซมูเอล โอกาเย่ นักดาราศาสตร์ชาวไนจีเรีย ได้ค้นพบ "แหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุประหลาดในเนบิวลาปู" ซึ่งต่อมาคือดาวนิวตรอนในเนบิวลาปู ในปี ค.ศ. 1967 ไอโอซิฟ สโคลลอฟสกี้ ตรวจจับคลื่นวิทยุจากแหล่งกำเนิด Scorpion X-1 เป็นหลักฐานว่ามีดาวนิวตรอนอยู่ในนั้นจริง