Etter utdannelsen ved University of Cambridge sluttet Hewish seg i 1946 til en gruppe radioastronomer som ble ledet av Martin Ryle. Mens han ledet et forskningsprosjekt ved Mullard Radio Astronomy Observatory ved Cambridge i 1967, observerte en av hans studenter, Jocelyn Bell, regelmessig pulserende radiosignaler fra en ukjent kilde. Hewish forstod betydningen av observasjonen, og lyktes å konstatere at signalene ikke var interferens fra noen kilde på jorden, men at de måtte komme fra en hittil ukjent type stjerne. Senere har man fastslått at denne typen signaler sendes ut av hurtig roterende nøytronstjerner. Tildelingen av nobelprisen til Hewish og Ryle, uten å verdsette Jocelyn Bells innsats, er i ettertid blitt kritisert.