I 1742 etterfulgte han Edmond Halley som og direktør for Royal Greenwich Observatory. Under hans ledelse foretok han en meget kostbar forbedring av Greenwich-observatoriets istrumenter og utstyr. I 1750 ble det tatt i bruk en kvadrant av John Bird. I 1752 ble Bradley bevilget en årslønn på 250 £ fra det britiske kongehus.