后，投归清朝，被任命为清朝第一任钦天监监正（天文历法局局长），仍然不理会哥白尼、布鲁诺、伽利略的理论，继续坚持太阳率领八行星绕地球，地球大、太阳小。1644年清兵占领北京，需要颁布新的历法，汤若望的“西洋新法历书”获得颁行，为《时宪历》。汤若望深得清朝摄政王多尔衮和顺治帝的信任，顺治十二年（1655年）受封为通政使，晋一品，封赠三代。
康熙历狱.顺治皇帝死后，小皇帝康熙登基。辅政大臣鳌拜反对西洋学说，康熙三年（1664年）发生“历狱”，汤若望被判凌迟死刑。康熙四年（1665年），京