Washington közelében kezdett tanítani, közben lázasan művelte magát. Joseph Henry (akiről később az induktivitás mértékegységét elnevezték) ajánlotta be a tengerészethez, ahol a bolygók járásával kapcsolatos számításokat végzett, közben kitüntetéssel diplomázott a Harvard Egyetem matematika szakán. 1860-ban publikálta első tudományos értekezését, 1861-től tanított a tengerészeti akadémián, 1884-ben a Johns Hopkins Egyetem matematika és csillagászati tanszékének professzora lett.
A Hold és a bolygók mozgásával foglalkozva rádöbbent, hogy az addig használt táblázatok tele vannak hibákkal. Pályafutása nagy részét ezek kijavításának szentelte. Először egy 1596 csillag koordinátáit tartalmazó katalógust tett közzé, 1877 és 1897 között pedig ő szerkesztette az égitestek mozgását és helyzetét táblázatos formában közlő évkönyvet, amelyet a műholdak megjelenéséig használtak.
Newcombe újraszámította a legfontosabb asztronómiai állandókat: a precesszió (a tavaszpont eltolódása a Föld pályáján a Napnak és a Holdnak a Föld forgástengelyére gyakorolt hatása miatt), a nutáció (a Föld forgástengelyének a Nap, a Hold és a csillagok együttes hatására történő kis méretű ingadozása) és az aberráció (egy csillag helyének látszólagos eltolódása a megfigyelő mozgása miatt) értékét, és megmérte a Nap parallaxisát (látószögét) is. Ezek 1896-tól nemzetközi standardok lettek.
Amikor észrevette, hogy a függvénytáblák eleje sokkal rongyosabb, mint a vége, megfogalmazta a később Benford-törvény néven ismertté vált szabályt: a való életben előforduló számok majdnem egyharmada 1-es számjeggyel kezdődik, ezt a 2-es követi, az utolsó az igen ritka 9-es. A Chandler-ingadozást felismerve (a Föld forgás közben rejtélyes módon "imbolyog", mivel forgástengelye 14 hónapos periódussal vándorol egy 3-6 méter átmérőjű körön belül) megbecsülte a Föld rugalmasságát, amelyet körülbelül az acéllal egyenlőnek talált.
Autodidaktaként foglalkozott közgazdaságtannal is, e témában publikált írásait John Maynard Keynes is nagyra értékelte. Négy nyelven beszélt, szeretett hegyet mászni, és még tudományos-fantasztikus regényt is írt. Nem hitt abban, hogy lehetne a levegőnél nehezebb repülő szerkezetet építeni, cikkeiben hevesen támadta az erre irányuló "bolond" kísérleteket. Véleményén a Wright-fivérek első repülései után sem változtatott.
1909. július 11-én halt meg. Mivel a tengerészetnél elérte a tábornoki rangot, katonai tiszteletadás mellett temették el az arlingtoni temetőben.
A Múlt-kor http://www.mult-kor.hu/20100210_simon_newcomb honlapján megjelent cikk másodközlése
