Dự đoán lý thuyết về các phân tử buckyball xuất hiện vào cuối 1960s  và đầu những năm 1970,[9][10][11]nhưng những báo cáo này hầu như không được chú ý. Đầu những năm 1970, hóa học của các cấu hình carbon không bão hòa đã được nghiên cứu bởi một nhóm tại Đại học Sussex, dẫn đầu là Harry Kroto và David Walton. Vào những năm 1980, Smalley và Curl tại Đại học Rice đã phát triển kỹ thuật thử nghiệm để tạo ra các chất này. Họ đã sử dụng phương pháp hóa hơi bằng laser của một mục tiêu phù hợp để tạo ra các cụm nguyên tử. Kroto nhận ra rằng bằng cách sử dụng mục tiêu than chì,[12] một loạt các cụm carbon có thể được nghiên cứu.

Đồng thời nhưng không liên quan đến công trình Kroto-Smalley, các nhà vật lý thiên văn đang làm việc với các nhà quang phổ học để nghiên cứu phát xạ hồng ngoại từ các ngôi sao carbon đỏ khổng lồ.[13][14][15] Smalley và nhóm nghiên cứu đã có thể sử dụng kỹ thuật hóa hơi bằng laser để tạo ra các cụm carbon có khả năng phát ra tia hồng ngoại ở cùng bước sóng như được phát ra từ ngôi sao carbon đỏ.[13][16] Do đó, nguồn cảm hứng đã đến với Smalley và nhóm sử dụng kỹ thuật laser trên than chì để tạo ra fullerene.C60 được phát hiện vào năm 1985 bởi Robert Curl, Harold Kroto và Richard Smalley. Sử dụng laser bay hơi của than chì họ đã tìm thấy các cụm Cn (trong đó n>20 và thậm chí) trong đó phổ biến nhất C60 và C70. Một đĩa than chì quay rắn được sử dụng làm bề mặt mà carbon được hóa hơi bằng chùm tia laser tạo ra plasma nóng sau đó được truyền qua một luồng khí heli mật độ cao.[17] Carbon loài sau đó được làm lạnh và ion hóa dẫn đến sự hình thành các cụm. Các cụm nằm trong khối lượng phân tử, nhưng Kroto và Smalley đã tìm thấy ưu thế trong cụm C60</ sub> có thể được tăng cường hơn nữa bằng cách cho phép plasma phản ứng lâu hơn. Họ cũng phát hiện ra rằng phân tử C60 tạo thành một cấu trúc giống như cái lồng, một cắt ngắn icosahedron.[13][17]

Với phát hiện này, Curl, Kroto và Smalley đã được trao giải Giải Nobel hóa học năm 1996.[9]

Bằng chứng thực nghiệm, một đỉnh cực đại ở 720 đơn vị khối lượng nguyên tử, chỉ ra rằng một phân tử carbon với 60 nguyên tử carbon đang hình thành, nhưng không cung cấp thông tin cấu trúc. Nhóm nghiên cứu đã kết luận sau các thí nghiệm phản ứng, rằng cấu trúc rất có thể là một phân tử hình cầu. Ý tưởng nhanh chóng được hợp lý hóa làm cơ sở của một icosah thờ đối xứng cấu trúc lồng kín. Kroto đã đề cập đến các cấu trúc vòm trắc địa của nhà tương lai học và nhà phát minh nổi tiếng Buckminster Fuller như những ảnh hưởng trong việc đặt tên của chất đặc biệt này là buckminsterfullerene.[9]

Năm 1989, các nhà vật lý Wolfgang Krätschmer, Konstantinos Fostiropoulos, và Donald R. Huffman đã quan sát thấy sự hấp thụ quang học bất thường trong các màng bụi carbon mỏng (bồ hóng). Các muội than đã được tạo ra bởi một quá trình hồ quang giữa hai than chì điện cực trong bầu khí quyển heli nơi vật liệu điện cực bay hơi và ngưng tụ tạo thành muội than trong bầu không khí dập tắt. Trong số các tính năng khác, phổ IR của bồ hóng cho thấy bốn dải rời rạc phù hợp với những dải được đề xuất cho C60.[18][19]

Một bài báo khác về đặc tính và xác minh cấu trúc phân tử được tiếp tục trong cùng năm (1990) từ các thí nghiệm màng mỏng của họ, và cũng nêu chi tiết về việc chiết xuất một vật liệu hòa tan cũng như benzen từ bồ hóng tạo ra hồ quang. Chiết xuất này có phân tích tinh thể TEM và tia X phù hợp với các mảng của các phân tử hình cầu C60, khoảng 1,0 nm trong đường kính van der Waals [20] cũng như khối lượng phân tử dự kiến 720 u for C60 (và 840 u cho C70) trong khối phổ của chúng.[21] Phương pháp này đơn giản và hiệu quả để chuẩn bị nguyên liệu theo số gram mỗi ngày (1990) đã thúc đẩy nghiên cứu fullerene và thậm chí ngày nay còn được áp dụng cho sản xuất thương mại fullerene.

Việc phát hiện ra các tuyến thực tế đến C60 đã dẫn đến việc khám phá một lĩnh vực hóa học mới liên quan đến nghiên cứu fullerenes