1681 naasis Rømer Taani ja määrati Kopenhaageni Ülikooli astronoomia professoriks. Samal aastal abiellus ta Rasmus Bartholini tütre Anne Marie Bartholiniga. Ta oli aktiivne ka vaatlejana, nii Rundetårni Ülikooli observatooriumis kui ka oma kodus, kasutades omaenda ehitatud täiustatud vahendeid. Kahjuks ei ole tema vaatlused säilinud: need kaotasid 1728. aasta suurel Kopenhaageni tulekahjus.
- Jah. Ent endine abiline (ja hiljem ka ise astronoom), Peder Horrebow, kirjeldas ja kirjutas lojaalselt Rømeri vaatlusi.