Neun Jahre später, 1584, trat er eine Stelle an der Sternwarte Kassel des Landgrafen Wilhelm des Vierten an. Sie war damals eine der besten Einrichtungen Europas.
Christoph Rothmann hat dort allein mit Winkelmessinstrumenten an einem Sternkatalog gearbeitet – das Teleskop war zu jener Zeit noch nicht erfunden.
Ihm war klar, dass es sinnlos ist, die Bewegung der Planeten zu verfolgen, wenn es keinen präzisen Sternkatalog gibt, mit dessen Hilfe sich die Positionen der Planeten genau bestimmen lassen.
Landgraf Wilhelm und sein Mitarbeiter waren begeisterte Anhänger des copernicanischen Weltbilds, nach dem nicht die Erde, sondern die Sonne im Zentrum des Planetensystems steht.
Im Sommer 1590 reiste Christoph Rothmann zum Dänen Tycho Brahe und verbrachte den gesamten August auf der Insel Ven im Öresund. Dort betrieb Tycho Brahe ein exzellentes Observatorium.
Nach der Abreise aus Dänemark kehrte Christoph Rothmann aber nie wieder nach Kassel zurück, sondern fuhr nach Bernburg. Warum er seine Tätigkeit beim Landgrafen so abrupt beendet hat und wann er gestorben ist, ist nicht bekannt.
Christoph Rothmann, dessen Sternkatalog unvollendet blieb, ist fast völlig in Vergessenheit geraten. Immerhin erinnert ein Krater auf dem Mond an ihn – und auch der ist weit weg vom Krater des Landgrafen Wilhelm.