Phát hiện và quan sát rõ ràng đầu tiên về kilonova đó là sự kiện vào năm 2013, đi kèm với chớp tia gamma ngắn GRB 130603B, nơi bức xạ hồng ngoại mờ từ vụ nổ kilonova ở xa đã được phát hiện bởi kính thiên văn Hubble.[1]

Ngày 16 tháng 10 năm 2017, nhóm Hợp tác khoa học LIGO và Virgo cùng nhiều nhóm thiên văn khác đã công bố sự phát hiện đồng thời đầu tiên ở sóng hấp dẫn (GW170817) cùng bức xạ điện từ (GRB 170817A, SSS17a) từ cùng một vị trí,[6] và chứng tỏ rằng nguồn phát là một kilonova do hai sao neutron va chạm sáp nhập tạo nên.[7] Tín hiệu GRB ngắn này được theo sau bởi sự kiện thiên văn diễn ra lâu hơn hàng tuần trong bước sóng khả kiến và hồng ngoại (AT 2017gfo) nằm ở thiên hà tương đối gần, NGC 4993.[8]