לאחר מות דודו ומחנכו ב- 1513, נותר קופרניקוס בפרומבורק שם חילק זמנו בין מחקריו האסטרונומיים, תפקידיו הקלריקליים ופוליטיקה מקומית.
ב- 1516 מונה לראש הדיאוקזה של אלנשטיין (Olsztyn). הוא התיישב באלנשטיין והפך ביתו למעבדה אסטרונומית ממש. לאחר שהות של ארבע שנים באלנשטיין שב קופרניקוס לפרומבורק.
נראה שבשנים אלו הפך קופרניקוס לדמות בולטת בפוליטיקה הפולנית ומילא תפקידים אדמיניסטרטיביים שונים מטעם המלך.
ב- 1522 ראה אור מאמר כלכלי פרי עטו אשר הציע רפורמות כלכליות שונות. נהוג לשער שמלך פולין באותה עת התרשם מן המאמר וב- 1528 מינה את קופרניקוס ליועץ כלכלי.
ב- 1538 הואשם קופרניקוס בהפרת נדריו על-ידי ניהול מערכת יחסים רומנטית. שנה לאחר מכן בוטלה ההאשמה.
נראה שבשנים אלו גיבש כבר את התיאוריה ההליוצנטרית, אולם היסס לפרסם ממצאיו.
בשנת 1539 ביקר בפרומבורג המתמטיקאי יואכים רטיקוס (Rheticus), והלה, משעיין במחקרו של קופרניקוס, שלח את כתב היד לבית דפוס בנירנברג. שליח מטעם רטינבורג עשה דרכו לנירנברג על-מנת לפקח על ההוצאה לאור, אולם הלה, מפחד הכנסיה, הוסיף למחקר מבוא משלו בו טען כי המחקר הינו היפותטי בעליל ואינו מתיימר לשאת איזו אמת.
הספר ראה אור ב- 1543, אולם לאורו של המבוא, נתפס בקרב ציבור הקוראים לא כפריצת דרך אסטרונומית אלא כספר מתודולוגיה גרידא.
קופרניקוס עצמו סבל באותה עת משיתוק חלקי והתרופפות הזיכרון. את ספרו המודפס זכה לראות, ככל הנראה, רק במאי 1543 בשכבו על ערש דווי.
משהודפס הספר, נתקל בהתנגדות מעטה. מעטים היו קוראיו, ומעטים עוד יותר קיבלו מסקנותיו ההליוצנטריות. המתנגדים העיקריים היו בני הזרם הפרוטסטנטי, אולם בתחילת המאה ה- 17, עת המשיך גלילאו גלילי מסורתו האקדמית של קופרניקוס, הוקע הספר על-ידי גופים קתולים ראשונים במעלה.