El proceso fue laborioso: Tombaugh fotografiaba la misma parte del cielo con varios días de diferencia y utilizaba un comparador de parpadeo Zeiss para detectar el movimiento de un planeta cercano frente a las estrellas «fijas» más lejanas. Una vez que Tombaugh se puso en marcha hacia finales de 1929, el descubrimiento se produjo con notable rapidez: el 18 de febrero de 1930, encontró el planeta distante en placas tomadas el 23 y el 29 de enero.
El descubrimiento se anunció el 13 de marzo de 1930 -el cumpleaños de Percival Lowell-. En la noche del 12 de marzo, el director V.M. Slipher envió un telegrama al Observatorio del Harvard College. El mensaje del telegrama se utilizó para crear la Tarjeta de Anuncio 108 del Observatorio del Colegio de Harvard, que anunciaba oficialmente el descubrimiento del nuevo planeta y que se publicó el día 13. Slipher escribió un relato más detallado del descubrimiento y lo imprimió como una Circular de Observación del Observatorio Lowell, que también se publicó el día 13. El astrónomo Carl Lampland también estuvo ocupado ese día. En nombre del Observatorio, entregó el Premio Lowell al mejor estudiante de matemáticas de la Escuela Normal del Estado de Arizona en Flagstaff (hoy conocida como Universidad del Norte de Arizona). La ceremonia se celebró ante un público de 500 personas en el Ashurst Hall. Como parte de su discurso, Lampland hizo el primer anuncio público del descubrimiento del nuevo planeta. Desgraciadamente, pocos miembros del público, si es que alguno, escucharon este importante mensaje, ya que Lampland, de voz suave, no pudo ser oído en la sala llena de eco y sin alfombrar. La fecha del anuncio era significativa, ya que fue el 13 de marzo de 1781 cuando William Herschel descubrió Urano. Además, el 13 de marzo de 1930 habría sido el 75º cumpleaños de Percival Lowell, un homenaje apropiado para el hombre cuya inspiración condujo al descubrimiento de este nuevo planeta por parte de Clyde Tombaugh.