V roce 1681 se Rømer vrátil do Dánska a byl jmenován profesorem astronomie na univerzitě v Kodani a ve stejném roce se oženil s Annou Marií Bartholinovou, dcerou Rasmuse Bartholina. Byl také aktivní jako pozorovatel, a to jak na univerzitní observatoři v Rundetårn a ve svém domě, pomocí vylepšených přístrojů jeho vlastní konstrukce. Bohužel, jeho pozorování nepřežila: oni byli ztraceni ve velkém požáru v Kodani v roce 1728
- Ne, ne. Nicméně, bývalý asistent (a později sám astronom), Peder Horrebow, věrně popsal a napsal o Rømerových pozorováních.