Внимательно проследив движение Венеры, великий ученый заметил интересные подробности. Перед тем как на солнечный диск стало наползать темное пятнышко силуэта Венеры, край диска сделался неясным. Ломоносов подумал вначале, что просто устали глаза. Но вот Венера стала пересекать край солнечного диска. Перед тем как планета полностью вступила на пылающий диск, Ломоносов отчетливо заметил, что вокруг выступающей части Венеры появился сверкающий ободок, «тонкое как волос» сияние. Когда же планета приблизилась к другому краю солнечного диска, Ломоносов отметил, что «...появился на краю солнца пупырь, который тем явственнее учинился, чем ближе Венера к выступлению приходила...Вскоре оный пупырь потерялся, Венера показалась вдруг без края.,, Полное выхождение, или последнее прикосновение Венеры заднего края к Солнцу при самом выходе было также с некоторым отрывом и с неясностью солнечного края».

Много астрономов следило тогда за прохождением Венеры, некоторые даже упоминали о явлении, замеченном Ломоносовым. Но никто из них не смог так глубоко и правильно, как он, осмыслить наблюдение. Причина явления, решил русский ученый, кроется в том, что планета Венера окружена «знатного» воздушною атмосферою, рассеивающей солнечные лучи.

Открытие атмосферы на Венере явилось большой победой астрономии. Впервые были получены столь подробные сведения о внеземном мире. Огромно значение открытия Ломоносова и для развития научного мировоззрения. Некоторые историки науки искажают историю открытия атмосферы на Венере. На это указывал еще в 1911 году профессор Колумбийского университета (США) А. Смит. Выступая в Нью-Йорке с речью, посвященной 200-летию со дня рождения Ломоносова, А. Смит сказал: «Открытие, сделанное... Ломоносовым о наличии атмосферы на этой планете, обычно приписывается Шретеру и Гершелю (1791 г.)».