Burnham machte keine Ausbildung, beobachtete aber intensiv den Himmel mit seinem selbstgebauten Teleskop. Nach der Entdeckung eines Kometen 1957 erhielt er eine Stelle am Lowell Observatory in Arizona. 20 Jahre lang suchte der begabte Amateurastronom systematisch nach Sternen, die sich schnell am Himmel bewegen. Er entdeckte mehr als 9.000 dieser Objekte, dazu einige Kometen und viele Asteroiden.

Nebenher arbeitete Robert Burnham an seinem berühmten Handbuch, was bei den Profiastronomen auf wenig Gegenliebe stieß. Ende 1979 verlor er seine Arbeit.

Der Mann, der sich am Himmel so gut auskannte wie kaum jemand sonst, kam mit dem irdischen Leben nicht zurecht. Er war ein Einzelgänger und hatte kaum soziale Kontakte. Die letzten Lebensjahre verbrachte er in San Diego auf der Straße. Gelegentlich nahm er ein paar Dollar mit dem Verkauf selbstgemalter Bilder ein.

1993, 15 Jahre nach der Fertigstellung seines Handbuchs, ist Robert Burnham im Alter von nur 61 Jahren gestorben – an Lungenentzündung und einer Nekrose am Fuß. Erst mehr als zwei Jahre später haben die Astronomen und seine Familie davon erfahren.