Specializzato nella meccanica celeste, lavorò all'Osservatorio di Parigi per la maggior parte della sua vita. È famoso soprattutto per il suo contributo alla scoperta di Nettuno, usando solo calcoli matematici e osservazioni astronomiche precedenti. I calcoli vennero eseguiti per spiegare le differenze tra l'orbita osservata di Urano e quella prevista dalle leggi di Keplero e Newton. Contemporaneamente a Le Verrier, anche il matematico John Couch Adams stava svolgendo gli stessi calcoli, l'uno all'insaputa dell'altro, ed arrivò alle stesse conclusioni.
Negli anni '40 dell'Ottocento, Le Verrier riesaminò le osservazioni raccolte e l'orbita proposta da A. Lexell per la cometa omonima. Dopo essersi reso conto che i dati osservativi non erano sufficienti a determinare in modo univoco l'orbita della cometa, sviluppò una tecnica innovativa per affrontare il problema: ricavò i sei elementi orbitali in funzione di un unico parametro, a cui associò l'incertezza, e fornì una mappa delle possibili orbite seguite dalla cometa, oggi comunemente nota come regione di confidenza[2].
^(FR) Les 72 savants, su tour-eiffel.fr, Le site officiel de la Tour Eiffel. URL consultato il 16 gennaio 2009 (archiviato dall'url originale il 5 dicembre 2010).