Pada tahun 1995, Queloz menjalani pendidikan S3 di Universitas Jenewa. Ia dan Michel Mayor, dosen pembimbingnya, menemukan eksoplanet pertama yang mengitari bintangurutan utama.[2] Atas penemuan ini, mereka dianugerahi Penghargaan Nobel Fisika 2019.
Queloz menganalisis 51 Pegasi menggunakan pengukuran kecepatan radial (spektroskopi Doppler) dan spektrograph ELODIE di Observatorium Haute-Provence. Ia terkejut karena menemukan planet dengan masa orbit 4,2 hari. Ia awalnya melakukan analisis ini untuk melatih keterampilannya.[3] Planet 51 Pegasi b ini bertentangan dengan teori pembentukan planet yang disepakati saat itu.