Расчет этот был осложнен тем обстоятельством, что плоскость орбиты Венеры слегка наклонена к плоскости земной орбиты, так называемой эклиптике, и потому для наблюдения прохождений Венеры необходимо, чтобы эта планета находилась точно между Землей и Солнцем и в то же время проходила ту точку, где плоскость ее орбиты пересекает эклиптику. Эти два требования приводят, во- первых, к чрезвычайной редкости таких совпадений (а также к их повторению через 8 лет), а во-вторых — к уравнению с двумя неизвестными для связи астрономической единицы с указанной длительностью прохождения. Галлей, однако, показал, что, измерив длительность прохождения из двух разных точек на Земле, можно записать два таких уравнения, и тогда одну неизвестную величину удается исключить, получив искомое расстояние. В своем открытом письме к астрономам, опубликованном в том же 1716 году, он призвал коллег воспользоваться ближайшим следующим прохождением Венеры для проведения таких наблюдений из самых разных мест, что позволит исключить неблагоприятные погодные условия и прочие неожиданности.
Эти следующие прохождения состоялись через 19 и 27 лет после смерти Галлея, в 1761 — 1769 годах, и такого бурного восьмилетия астрономическая наука не знавала ни до, ни много лет после этого. Десятки научных экспедиций были отправлены в самые разные точки земного шара. Наблюдения проходили одновременно в 120 разных местах. Ломоносов следил за Венерой в Санкт-Петербурге, Месье в Париже, Д’Отерош в Калифорнии, Бейли на Нордкапе, Мор в Батавии, Исленьев в Якутске, Мэзон и Диксон — на мысе Доброй Надежды (кстати, история двух этих англичан легла в основу одноименного романа Томаса Пинчона). Предусмотрительность Галлея оказалась не напрасной. Некоторые экспедиции постигла печальная судьба. Несколько астрономов погибли в одной из перестрелок Семилетней войны. Другие умерли от эпидемий или попали в плен. Кто-то вернулся домой после 12-летнего отсутствия, чтобы узнать, что родственники продали все его имущество, полагая, что он давно погиб. Более всех не повезло Ле Жентилю, который направился в Пондишери, но застрял по пути и опоздал к прохождению. Французский астроном решил остаться на месте еще 8 лет, чтобы все-таки провести наблюдения при втором прохождении пары, но 3 июня 1769 года все небо над Пондишери застлали плотные тяжелые тучи, и Ле Жентиль так ничего и не увидел. А самое приятное путешествие выпало на долю знаменитого капитана Кука, который вместе с астрономами Солландером и Грином направился для наблюдений на остров Таити. «День выпал прекрасный, в небе ни облачка, — записал Кук в своем путевом дневнике, — а после наблюдений мы были приняты королем острова, и после заката к нам в палатку пришли три миловидные туземные девицы, которые завели с нами непринужденный разговор и без долгих уговоров согласились переночевать в той же палатке, тем самым выказав такое к нам доверие, равного которому я нигде более не встречал, учитывая столь краткое наше знакомство».
Были получены и более серьезные результаты. Ломоносов и некоторые другие ученые сумели во время прохождения заметить тонкий ореол вокруг черного пятна Венеры и тем самым установить наличие на ней атмосферы. А главное — из всех полученных данных удалось с помошью формулы Галлея впервые получить надежную оценку расстояния от Земли до Солнца, которое оказалось равным примерно 152 миллионам километров. Эта оценка продержалась до следующей пары прохождений 1874 — 1882 годов, когда Ньюкомб уточнил ее до 149 миллионов километров. И лишь более 100 лет спустя сотрудники НАСА, пользуясь радарными методами, получили самое точное на данный момент значение астрономической единицы — 149547836 километров.