Teori Letupan Besar dikembangkan dari cerapan dan pertimbangan teori. Secara cerapan, didapati kebanyakan nebula berpusar bergerak dari Bumi, tetapi sesiapa yang membuat pemerhatian tersebut tidak menyedari akan implikasi kosmologi mahupun yang nebula tersebut adalah galaksi luar Bima Sakti [5]. Pada 1927, Georges Lemaître menerbitkan persamaan Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker daripada persamaan Albert Einstein tentang kerelatifan am dan mencadangkan, tentang asas bagi runtuhan nebula berpusar, bahawa alam semesta bermula daripada "letupan" "atom awal"—yang kemudian dikenali sebagai Letupan Besar[6]

Pada 1929, Edwin Hubble menyediakan asas pemerhatian tentang teori Lemaître. Beliau menjumpai, secara relatif kepada Bumi, yang galaksi bergerak di setiap arah pada kelajuan yang berkadar terus dengan jaraknya dari Bumi. Fakta ini dikenali sebagai Hukum Hubble [7]. Diberi prinsip kosmologi yang mana alam semesta, apabila dilihat dalam skala jarak yang agak besar, tidak mempunyai arah tertentu atau tempat tertentu, Hukum Hubble mencadangkan yang alam semesta sedang berkembang lalu menentang senario alam semesta yang tetap dan seiring yang dikembangkan oleh Albert Einstein

Idea ini membenarkan dua percanggahan kemungkinan. Satu adalah teori Letupan Besar Lemaître, disokong dan dimajukan oleh George Gamow. Kemungkinan lain adalah model keadaan tetap Fred Hoyle yang mana jirim baru akan tercipta apabila galaksi menjauhi antara satu sama lain. Dalam model ini, alam semesta agak sama di mana-mana titik pada satu masa [8]. Sebenarnya, Hoyle mencipta nama bagi teori Lemaître, merujuk secara ironiknya sebagai "idea Letupan Besar ini" ketika siaran rancangan pada 28 Mac 1949 oleh BBC Third Programme. Hoyle mengulang istilah itu dalam siaran yang lain pada awal 1950-an, sebagai sebahagian siri dari lima syarahan yang bertajuk Sifat Benda. Teks syarahannya telah diterbitkan dalam majalah British The Listener seminggu selepas setiap kali penyiaran, kali pertama istilah"Letupan Besar" muncul dalam cetakan.

Buat beberapa tahun, sokongan bagi teori ini telah bebelah bagi. Walau bagaimanapun, bukti pemerhatian dan kajian mula menyokong idea yang menyatakan bahawa alam semesta berubah dari keadaan tumpat dan panas. Sejak penemuan sinaran latar belakang gelombang mikro kosmik pada 1965, ia telah dianggap sebagai teori terbaik tentang asal-usul dan perubahan kosmos. Hampir semua kerja teori dalam kosmologi kini melibatkan pengembangan dan pernukaran asas teori Letupan Besar. Banyak kerja tentang kosmologi kini meliputi pemahaman bagaimana galaksi membentuk dalam konteks Letupan Besar, pemahaman tentang apa yang terjadi ketika Letupan Besar, dan menyepadukan pemerhatian dengan teori asas.

Kelebihan besar dalam kosmologi Letupan Besar pada 1990-an dan abad ke-21 sebagai kesan daripada kemajuan teknologi teleskop apabila disekalikan dengan data satelit yang banyak dari COBE, Teleskop Hubble Space dan WMAP. Data sebegitu telah membenarkan ahli kosmologi mengira banyak perimeter Letupan Besar hingga ke satu tahap kepastian dan membawa kepada penemuan yang tidak dijangka iaitu pengembangan alam semesta sedang memecut. (Lihat tenaga gelap.)