1930年代，美国贝尔实验室在开展跨大西洋无线电话业务时，想调查一下短波（频率3兆赫-30兆赫）存在哪些可能的干扰源，于是指派了一位工程师卡尔·央斯基（Karl Jansky）来做这份工作。

央斯基为此建造一架天线探测20.5兆赫无线电波（波长14.6米），它架在一个桌面上，桌面下面安装了四个轮胎的驱动系统，从而可以探测任意方向的信号源。当时他的同事们把这个装置称为“央斯基的旋转木马”。

工作了几个月之后，央斯基把干扰信号源分成了三类：近处的雷暴、远方的雷暴，以及一种未知的微弱稳定信号源。他又花了一年时间来调查这第三种干扰源的性质。

他一开始发现干扰源最强的位置每天升起落下一次，使他以为信号来自太阳。经过几个月跟踪之后，信号源与太阳分开了，这时央斯基也发现，信号重复的周期不是24小时，而是23小时56分，这是地球相对于恒星自转的周期。经过与天文图像对比，他确认这些无线电辐射来自银河系，信号最强的方向正好是在人马座方向，这里是银河系的中心所在。

这份报告在1933年出版，并在5月5日的《纽约时报》上做了报道。央斯基向贝尔实验室申请建造一架灵敏度更高的天线，进行更仔细的测量，但贝尔实验室认为既然这些信号源不足干扰洲际无线电通信，因此给央斯基指派了其他的工作，从此无线电工程师央斯基告别了他无意中开辟的“射电天文学”。

虽然央斯基并不是一位真正的天文学家（天文学家们当时还没有开始注意到“无线电”与天文的关系），他的工作也由于当时的经济大萧条而没有引起天文学界的足够重视，但这毕竟是第一份射电天文学报告。为了纪念他的贡献，射电天文学把射电信号的辐射强度单位命名为央斯基；2012年，美国国家射电天文台的射电望远镜“甚大阵”（出现在电影《超时空接触》的海报上）也为向他致敬而重新命名为“卡尔·央斯基甚大阵”，并在旁边复制了他当时所用的天线。

射电辐射强度“央斯基”这个单位之所以那么小，是因为射电波的能量非常非常低——半个多世纪以来，全世界所有射电望远镜收集的能量尚翻不动一页纸。

另一位重要的射电天文学家是美国的格鲁特·雷伯，他受到央斯基论文的启发，1937年在自家后院建立了口径为9米的抛物线形金属盘射电望远镜，这是比央斯基的天线更先进的技术。由于雷伯没有参军，得以在1941年-1943年绘制了全天射电亮度分布图，其中首次记录了天鹅座A和仙后座A两个强辐射源。

雷伯利用不同波段进行全天测量，他发现了一个奇怪的现象。按照恒星这样的发光能量分布（即黑体辐射），在射电波段，越往波长越长（频率和能量越低）的方向，分配的能量应该越少，也就是波长越长的射电波亮度应该比较暗。但观测结果恰好相反，长波亮度反而比较亮。

其中的原因直到1950年代才得到解释。原来还存在另外一种发光机制，叫“同步辐射”，即带电粒子在运动速度接近光速在电磁场中偏转时，由于相对论效应，沿运动的切线方向发出的一种电磁波辐射。因此这个观测既证明宇宙中普遍存在磁场，而且在天上证明了相对论效应。

雷伯所用的射电望远镜，后来被美国国家射电天文台永久收藏，实际上，央斯基的天线也是雷伯主持复制的。这两架形式不同的探测器见证了早期射电天文学发展的历史，成为对两位射电天文开创者最好的纪念。

1960年代的四大发现

就像央斯基无意中开辟了射电天文学，在科学发展中总是出现许多意外的变数。对于射电（无线电）天文学来说，第二次世界大战是一个重要的时间点。在二战之前，只有少数几位科学家注意到了射电天文学这个方向。二战期间，为了应对德军的空袭，无线电科学家们被征召入伍，雷达技术获得迅速的发展（雷达实际上就是“无线电/射电探测器”的缩写音译）。在此期间，科学家们对太阳和电离层进行了深入研究。

二战之后，科学家们从战场回到学校，利用在二战期间发展起来的雷达技术，欧美大学里纷纷建立研究射电天文学的科学小组，从而迎来射电天文学的大爆发。

1950年代，剑桥大学的科学家马丁·赖尔和安东尼·休伊什发展了利用地球自转的口径综合技术，同时期发展的还有干涉仪技术，从而能够克服早期望远镜较小的困难，获得相当于数千米的“等效口径”。到了1960年代，射电天文学取得了一系列重大的科学成功，尤其是被誉为“天文学四大发现”的类星体、脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子，这些重大发现标志着“天体物理学”的成熟，成为现代天文学的主要研究领域，极大地促进了天体和宇宙演化、生命起源等相关领域的发展。