从数学转入物理，最终转向天文是因为时间、空间、数学以及物理学在天文学有了交会点」。在选修了一门天文学课程以后，惠普尔进入加州大学柏克莱分校学习天文学，并于1931年获得博士学位。在学期间惠普尔帮助测定当时刚发现的冥王星轨道。1931年惠普尔进入哈佛大学天文台研究流星的轨道，并确认流星来自太阳系内，而非星际空间。1933年惠普尔发现周期彗星惠普尔彗星（36P/Whipple）和小行星1252；并且惠普尔个人或者和其他人发现了五颗非週期彗星，第一颗是和着名的业余天文学家莱斯利·裴提尔（Leslie Pelt