Hún flutti frá Englandi til Bandaríkjanna árið 1923 til að stunda doktorsnám við Radcliffe og Stjörnustöðvar Harvard-háskóla ( Harvard College Observatory ) með stuðningi Harlow Shapley ( 1885 - 1972 ) , stjórnanda stjörnustöðvarinnar . Þar að auki sýndi hún fram á að þau efni sem væru algengust væru vetni og helín − sem stangaðist á við kenningar þess tíma en þær gerðu ráð fyrir að algengasta frumefnið væri járn . Þar með lögðu þau grunninn að öllum seinni tíma rannsóknum á breytistjörnum og bók þeirra Variable Stars frá 1938 var lengi vel biblía þeirra fræða . Möguleikar kvenna í stjarnvísindum voru meiri í Bandaríkjunum þar sem brautryðjendur á borð við Edward Charles Pickering ( 1846 - 1919 ) , Annie Jump Cannon ( 1863 - 1941 ) og Henrietta Swan Leavitt ( 1868 - 1921 ) höfðu starfað við Stjörnustöð Harvard-háskóla . Sama ár varð hún deildarforseti stjörnufræðideildar háskólans − fyrst kvenna til að gegna slíkri stöðu í öllum deildum Harvard . Payne-Gaposchkin giftist Sergei Gaposchkin árið 1934 og áttu þau saman þrjú börn . Hún lést árið 1979 og skildi eftir sig níu bækur og um 350 vísindalegar greinar .