Die Aufzeichnungen Galileis legen nahe, dass er Neptun schon 1612 bei einer Jupiter-Beobachtung kurz sah, ihn aber für einen Jupitermond hielt. Mehr als 200 Jahre später berechneten Adams und Urbain Le Verrier Unregelmäßigkeiten in der Bahn des Uranus und schrieben diese einem bisher unbekannten Planeten zu. Auch der Brite Challis observierte im August 1846 diesen Himmelskörper, erkannte ihn aber ebenfalls nicht als Planeten. Ein internationales Wettrennen um den neuen Planeten war aber entstanden, bis mit Hilfe der Bahnberechnungen Le Verriers und genauerer Himmelskarten von Johann Gotffried Galle auf der Berliner Sternwarte der Himmel abgesucht wurde und sich ein Stern fand, der nicht auf der Karte war. Damit war Neptun im Sept. 1846 entdeckt. Nur wenige Wochen danach entdeckte der Brite William Lassel auch den Neptunmond Triton.

Seinen Namen, über dessen Urheberschaftsrecht heftig gestritten wurde, verdankt der Planet Le Verrier, der ihn nach dem römischen Meeresgott benannte, dessen griechisches Äquivalent Poseidon ist. Symbol des Neptun/Poseidon ist der Dreizack, auf dem sich ein Fisch windet.