Začetek ekstragalaktične astronomije je bil leta 1917, ko je ameriški astronom Heber Curtis opazoval zvezdno novo znotraj M31, uradnega imena za tisto, kar se je takrat imenovalo Velika Andromedina meglica. Takrat je veljalo, da spiralne meglice, kot je Andromeda, ležijo v naši galaksiji z velikostjo le nekajkrat večjo od velikosti našega sončnega sistema in oddaljeno manj kot 50,000 svetlobnih let. Mislili so, da galaksija Rimska cesta predstavlja celotno vesolje.
Po opazovanju nove v M31 je Curtis preiskal fotografski zapis in opazil 11 dodatnih novih v regiji. Če je bila M31 le zvezdna meglica, zakaj je bilo v njej toliko novih in zakaj so bile te značilno šibkejše od drugih novih? Glede na ugotovitev, da so bile te nove za približno 10 magnitud šibkejše od novih, za katere je znano, da se pojavljajo v naši galaksiji, je Curtis izjavil, da je velika Andromedina meglica v resnici »otoško vesolje«, ki se razlikuje od Rimske ceste in se nahaja 500,000 svetlobnih let od nas. . Astronomi sprva njegove hipoteze niso sprejeli in začela se je znanstvena razprava.
Leta 1920 je Harlow Shapley, še en ameriški astronom, izzval Curtisa na veliko razpravo o pomembnih astronomskih vprašanjih tistega časa, vključno s tem, ali so bile spiralne meglice, kot je Andromeda, res zunaj naše galaksije. Številni kolegi astronomi so spremljali razpravo, a končni rezultati niso bili prepričljivi. Šele leta 1925, ko je Edwin Hubble (po katerem se imenuje vesoljski teleskop Hubble) objavil opazovanja s 100-palčnega teleskopa Hooker, takrat največjega na svetu, je v Andromedini meglici odkril spremenljive zvezde Cepheid in jih uporabil. da bi izmerili njegovo razdaljo, je bilo ugotovljeno, da je ogromnih 2.5 milijona svetlobnih let. Začelo se je obdobje ekstragalaktične astronomije in meglica Andromeda je bila preimenovana v Andromedino galaktiko.
V zadnjih 80 letih je bila zunajgalaktična astronomija aktivno področje raziskav. Z merjenjem relativne hitrosti galaksij z uporabo njihovega optičnega podpisa je bilo ugotovljeno, da se vse galaksije odmikajo druga od druge in da se celotno vesolje širi. Leta 1998 so opazovanja supernove tipa Ia celo pokazala, da se širitev pospešuje. Kozmologi zdaj menijo, da je verjetno, da se bo vesolje končalo v “vročini smrti”, kjer pospešeno širjenje povzroči, da se vsa snov razprši in zamrzne.
Pomembna epizoda v zunajgalaktični astronomiji je odkritje in raziskovanje kvazarjev, KVazizvezdnih radijskih virov. Za te svetle točkovne vire je bilo znano, da so zelo svetleči in zelo oddaljeni, med najbolj oddaljenimi znanimi predmeti, nekateri so oddaljeni tudi 13 milijard svetlobnih let. Čeprav so bili kvazarji prvič opaženi v petdesetih letih prejšnjega stoletja, se je šele v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja začelo pojavljati znanstveno soglasje o naravi kvazarjev: bila so aktivna galaktična jedra, sestavljena iz supermasivnih črnih lukenj, ki sesajo več sončnih mas, vrednih materiala na stoletje. in pri tem sprošča ogromne količine sevanja. Za to so bili zgrajeni formalni modeli in rešena je bila ena največjih skrivnosti v zunajgalaktični astronomiji.
Danes so znanstveniki fotografirali in razvrstili milijone galaksij, včasih celo s pomočjo javnosti (kot v GalaxyZooju). Galaksije so spiralne ali eliptične. Ocenjuje se, da je v opazovanem vesolju okoli sto milijard galaksij. Zanimivo je, da je to približno enako številu nevronov v človeških možganih.