Два года спустя Тихо Браге временно поселился в Аугсбурге, где наладил дружеские и деловые отношения с Паулем Хайнцелем, бургомистром Аугсбурга и большим любителем астрономии. Вместе они сконструировали огромный квадрант для вычисления орбит небесных тел, секстант для оценки расстояния до звезд и планет и множество других полезных инструментов, с помощью которых было сделано немало точных наблюдений.
Вернувшись в Данию, Браге обустроил новую обсерваторию в замке своего дяди и весьма преумножил тогдашние астрономические знания. Его слава была столь громкой, что датский король пригласил его в свою резиденцию, попросив прочесть курс лекций по астрономии. Браге с радостью принял приглашение и глубоко заинтересовал своих слушателей точным и строго научным рассказом, лишенным предрассудков и суеверий. Потом он посетил Южную Германию, Швейцарию и Венецию в надежде подыскать себе постоянное место жительства. По пути на север он проезжал через Регенсбург и стал свидетелем великолепной церемонии коронации императора Рудольфа II, произошедшей 1 ноября 1575 года. Он получил аудиенцию у монарха, после чего Рудольф пригласил его вместе отобедать. За обедом Браге составил гороскоп молодого императора, посоветовав тому никогда не жениться, поскольку сыновья принесут ему сплошные разочарования и горести. Это пророчество сбылось, но, если бы астролог умел читать свою судьбу в причудливом мерцании звезд, он бы узнал, что его визит ко двору с целью воздать почести Рудольфу станет первым в череде событий, которая завершится смертью ученого на службе у Рудольфа II.
Вскоре после возвращения в Данию Фредерик II, высоко ценивший науки, вызвал его в Копенгаген и предложил в безраздельное пользование остров Хену, выделив средства для постройки и оборудования там астрономической обсерватории. Правитель был столь щедр, что обеспечил ученого деньгами на основание на острове резиденции для его семьи, а также для семей его помощников. Двадцать один год жизни Браге прошел в безмятежном изучении небесных тел в прекрасно оборудованной обсерватории Ураниборга. Его патрон, король Фредерик, назначил ему пожизненную пенсию в весьма крупном размере, которой Браге распоряжался очень щедро, с гостеприимством и неизменным радушием встречая бесконечных посетителей, приезжавших на остров, чтобы засвидетельствовать свое почтение первому среди астрономов. Он также обучал и поддерживал материально множество молодых людей, живших вместе с ним на Хене, развивая в них умения наблюдать, думать и рассуждать.
Его трудолюбие и проницательность, мастерство и огромное количество трудов о планетах, а также исследования траектории движения Луны заслужили ему славу. К сожалению, щедрый покровитель Браге, король Фредерик, умер в 1588 году, и на престол взошел его сын Кристиан IV, мальчик всего четырнадцати лет от роду. Датская знать, завидовавшая привилегиям и пособию Браге, интригами и клеветой постепенно расшатала его позиции при дворе, настроив юного суверена против хозяина Хены и директора обсерватории. Браге был лишен пенсии, его владения были конфискованы, и после многочисленных унижений, причиненных ему дворянами, приближенными к юному королю, он решился покинуть отвергнувшую его неблагодарную родину. В 1597 году он забрал свои инструменты, библиотеку и лично сконструированные им приборы из Ураниборга, погрузил всё на корабль, а затем, вместе со своей женою, пятью детьми, слугами, несколькими ассистентами и учениками, в том числе со своим будущим зятем Тенгнагелем и математиком Лонгомонтанусом, отправился из Копенгагена в Росток — город, в котором прошла часть его буйной юности и где он заполучил свой серебряный нос.