Album đạt vị trí thứ hai ở Vương quốc Anh[51] và Pháp,[52] và vị trí thứ hai mươi ba trên bảng xếp hạng Billboard 200.[53] Album cũng ra mắt ở vị trí thứ hai trên Canadian Albums Chart, bán được 13.850 bản trong tuần đầu tiên.[54] Album đã được chứng nhận 3× bạch kim tại Pháp (năm 2007) đồng nghĩa với doanh số 300.000 bản.[55] Discovery đã được chứng nhận Vàng bởi Hiệp hội Công nghiệp Ghi âm Hoa Kỳ (RIAA) vào ngày 11 tháng 10 năm 2010.[56]

Tính đến tháng 5 năm 2013, album đã bán được 802.000 bản tại Hoa Kì.[57] Đĩa đơn chính của album "One More Time" là thành công nhất, đạt vị trí số một trên bảng xếp hạng Pháp[58] và bảng xếp hạng Billboard Hot Dance/Disco Club Play,[59] đồng thời lọt vào top 10 trên bảy bảng xếp hạng khác. Nó vẫn là đĩa đơn thành công nhất của nhóm cho đến khi phát hành "Get Lucky" vào năm 2013. Đĩa đơn thứ năm của album, "Face to Face", đạt vị trí quán quân trên bảng xếp hạng Billboard Hot Dance/Disco Club Play năm 2004.[59] Discovery đã bán được ít nhất 2,6 triệu bản tính đến năm 2005.[60]