Fue ordenado diácono y se preparaba para establecerse en Derbyshire cuando fue invitado a Londres.Mantuvo dicho cargo, así como el de "Astrónomo Real", hasta su muerte.En 1672 realizó delicadas observaciones para determinar el valor del paralaje solar: el que obtuvo fue igual a 10" ( el valor real es 8.79").Trescientos años más tarde, el historiador astronómico estadounidense William Ashworth sugirió que lo que probablemente habría visto Flamsteed sería una supernova, explosión que habría producido la fuente de ondas de radio más potente fuera de nuestro sistema solar, conocida en el Tercer Catálogo de Cambridge como 3C 461, comúnmente llamada Cassiopeia A por los astrónomos.En 1725 fue publicado Historia Coelestis Britannica, obra que, en parte póstuma, contenía sus observaciones para el período 1675-1719, incluyendo un catálogo de casi 3000 estrellas significativamente más preciso que cualquier otro trabajo anterior, así como los catálogos de Tolomeo y Landgrave.