1531年以后，哥白尼逐渐摆脱公务，用较多的时间从事自己所喜爱的科学活动。他的中青年时代在学习和紧张的公务活动中结束了，现在已经接近了老年。以前他是受舅舅照顾的、神甫会中最年轻的神甫。然而，现在舅舅早已不在人世，自己的老同学和老同事也越来越少了，其中许多人已经谢世，另外一些人则取得了很高的教会职务。哥白尼虽然属神甫会中年事最高的长者和任职时间最长的人，但仍然只是一位普通神甫。青年时代熟悉的人大多已经离去，接替他们的是比哥白尼整整晚了一辈的青年人。哥白尼跟他们没有太多的共同语言，因为这些年轻人的生活阅历和知识都无法同哥白尼相比。青年人以十分崇敬的目光看待哥白尼，把他看成是一位智慧老人，但在路上相遇却多是对他加以回避。在他的老朋友中只剩下了从前的一位同学蒂德曼·吉斯。另外一些担任了重要教会职务的人，早已把同哥白尼相识之事忘得干干净净，用冷漠的、有时甚至是不友好的态度对待他。哥白尼在克拉科夫还有一位大学同学伯纳德·瓦波夫斯基，但只能同他保持书信往来。哥白尼没有多少朋友，甚至能同自己一道分享天才发现的熟人也很少。当时瓦尔米亚已进入一个不利于发明和发现的时期。
在意大利以北的一些国家里，一个旨在改革宗教的思想运动正在兴起，后来发展到反对教会、教皇及其整个统治系统。这场宗教改革运动是同德国威丁堡教授马丁·路德的名字联系在一起的，马丁·路德谴责教会从事的赎罪卷交易，还否定主教会议的绝对正确性和教皇的权威，要求取消宗教等级制度。
路德改革思想，很快席卷了波兰，并在骑士团普鲁士扎了根，在王属普鲁士，其中包括哥白尼的永久逗留地——瓦尔米亚，改革思想也得到迅速传播。宗教改革运动对瓦尔米亚神甫会构成威胁，因为这种运动要抹杀它存在的意义。为此，同这种改革运动的斗争要比同一种新的宗教斗争还重要。哥白尼对那些神学辩论大多不感兴趣，他也没有谴责宗教改革者。在他丰富的遗产中没有任何一个例证能说明他深入钻研了神学，也从未见他使用正统的教会观点去评价别人。他大概懂得，如果他谴责宗教改革者，那将是非常不道德的，因为他自己从事的研究工作也正是反对正统教会思想的。他对社会改革的兴趣主要是经济性质的问题。有趣的是，哥白尼的朋友也是一些十分宽厚的人。法比安·卢兹扬斯基主教从不盲目轻信，更不是狂热者。他的继承人莫里齐·费贝尔对许多问题往往是睁一只眼闭一只眼，采取容忍态度。哥白尼最亲密的朋友蒂德曼·吉斯整个一生都属守宽大为怀的原则。哥白尼自己从未像神甫会其他同事那样厌恶路德的信徒，他的第一个学生就来自马丁·路德身边。
在市民阶层看来，路德主义是一种廉价的宗教，不要求人们为教会做出更多贡献。封建地主和穷人都对路德主义寄予希望，希望能把教会的巨大财富分掉。正是这样一些认识形成了有助于传播宗教改革思想的条件，这一点是哥白尼十分清楚的。
1525年，骑士团国家改建为路德派公国，它为宗教改革思想在瓦尔米亚和王属普鲁士的传播提供了方便。从前担任骑士团大首领的阿尔布雷希特，现在是世俗化的大公，他企图利用瓦尔米亚的宗教改革运动达到自己的政治目的，而这些政治目的则是同宗教没有丝毫关系的。阿尔布雷希特未能用武力占领瓦尔米亚，于是他便想通过灌输自己的路德主义来达到攫取瓦尔米亚主教和弗龙堡神甫会土地的目的。他从克鲁莱维茨向瓦尔米亚派遣了一些传教士，去说服人们改信路德教。传教士活动的地区首先是1520年至1525年曾经被十字骑士团占领过的地方，即布拉涅沃、奥尔内塔、良城、皮耶宁日诺等地。如果宣传运动很顺利的话，阿尔布雷希特就可以宗教为借口，一举吞并这些地区。这些路德传教士还利用所谓的传教机会，从当地教堂和修道院掠走了一些珍贵文物。
1525年初，也就是向波兰国王宣誓效忠之前，阿尔布雷希特想竭力保住哪怕是一部分已被他侵占的土地，结果未能得逞。为此，在瓦尔米亚主教费贝尔看来，这场宗教改革运动是对他分布广阔的财产的一种威胁。作为瓦尔米亚最大的封建主，他不仅把这场宗教改革运动看成是自己主要的意识形态敌人，也看成是经济方面的大敌，为此他坚决反对在自己管辖的地区传播路德主义。1534年，普鲁士各界通过了谴责路德主义的决议，把它称为“路德宗派”。
费贝尔主教忠实于罗马天主教教会，他通过发布公开信和各种指示，禁止宣传新教。
布拉涅沃成了瓦尔米亚宗教改革运动的重要中心。对各种改革思想，其中包括路德学说来说，这里有着良好的传播基础。1520年，骑士团曾占领过这座城市，那时十字骑士团就向这里派遣了路德派传教士，这一点也是不容忽视的。路德教的信徒同罗马天主教卫道士之间在布拉涅沃发生了战斗。这件事影响相当大，甚至传到了王宫。国王齐格蒙特·斯塔雷对事态发展感到不安。国王担心这场宗教改革运动不仅会席卷整个瓦尔米亚，而且会席卷像格但斯克、托伦这样一些王属普鲁士的大城市。国王想不惜任何代价阻止这种情况发生，但事实上他只是延缓了传播过程，而并未真正遏止住它。
在波兰和普鲁士最高官员陪同下，国王亲自来到格但斯克，在那里血腥镇压了路德派反叛首领，随后平定了布拉涅沃和埃尔布隆格的动乱。钦差大臣们开始在这些城市侦缉路德教的宣传鼓动者。处罚是很轻的，但预防措施非常严格。在布拉涅沃官方宣布，如果有人胆敢再宣传路德教就杀头，信奉路德教的人将被赶出城市。1526年9月22日，在利兹巴克的主教官邸召开了瓦尔米亚贵族代表大会，哥白尼参加了这次会议，会议通过了旨在制止宗教改革运动的专门决议。
费贝尔主教的继承人扬·丹蒂谢克，年轻时曾是一位热情的人文主义者和文学爱好者，就任主教之后对宗教改革运动采取了非常严厉的反对态度。同时，埃尔布隆格爆发了非常尖锐的冲突，导致冲突的宗教问题同社会问题交织在一起。但事件的主要性质是穷人暴动，反对贵族和富有神职人员的压迫。暴动是1525年2月1日开始的，当时路德教的信徒提出反对多明我会修道院，想要铲除这座修道院。拥护路德教的市议会下令禁止多明我会修士在教堂布道和传教。被市议会指示吓破了胆的修道院院长，悄悄收拾好贵重物品，偷偷地逃出了城。路上他向所遇到的议会代表声明说：“因为市议会禁止我们敲钟做弥撒和在教堂里布道，所以我们想到愿听我们说教和布道的地方去。”事件传扬开以后，市政厅和修道院前面聚集了很多人。平时深受市议会压迫的小市民利用多明我会修士事件，向议会提出了各种要求，譬如减税和改组议会等。小市民在市政厅门前高喊：“为什么议会要剥夺可怜的市民的自由权，只允许议员自己享受自由权？”起初小市民试图通过谈判迫使议会让步，但当他们发现谈判无济于事的时候，就转而去找马尔堡县长斯坦尼斯瓦夫·科希切莱茨基帮他们出主意，同时要求市议员们辞职。
2月6日，百姓们推翻了市议会，把6名议员驱除出议会，留下9名，又推选了15名新议员。这次暴动中产生的新议会的统治持续了9个月。埃尔布隆格的百姓们曾抱有幻想：他们能得到波兰国王的支持，国王会赞成他们的意见。然而国王的钦差大臣们却把选择者选出的议员全都赶出了议会，同时发布一系列反路德教的指令，禁止宣传和传播路德学说。一场毫无疑问具有群众性的运动就这样被平息了。可以想象，马丁·路德本人对这种事也会采取类似的做法，他在德国就一向主张血腥镇压人民革命，唯一的区别是他发动的指令是反对罗马天主教的。
哥白尼是同情人民的。哥白尼的学说在欧洲传得越来越远，影响越来越大。也传到了路德的耳朵里，但对路德教来说，也同对罗马天主教一样，哥白尼的学说是危险的。这位伟大的宗教改革家是这样看待伟大科学改革家的发现的，他写道：“有人提出一位新的天文学家，说他想证明：不是太空或天、太阳和月亮……而是地球在动，在转圈子。现在的事儿就是这样：谁想当聪明人，谁就得想出点儿特殊的东西来，而且又一定是最好的！这个蠢人想把全部天文学颠倒过来。然而，正如《圣经》所指出，约书亚命令太阳，而不是地球，停止不动。”路德的看法肯定传到了哥白尼的耳朵里，两部分普鲁士地区的路德教信徒也知道了路德的这一看法。费贝尔主教发布的严厉指示使人们开始回避路德教的信徒。弗龙堡的神甫，其中包括哥白尼，都不大愿同路德教信徒来往。不久之后，从埃尔布隆格传来一个消息，这消息使哥白尼感到痛心。事情是这样的：据当时的文献记载，1531年2月19日，当地的路德教信徒们在狂欢节化妆舞会上嘲笑了教皇、红衣主教、主教、神甫及其他一些神职人员。费贝尔主教在狂欢者行列中看到了影射自己的丑角形象，那是一个穿着主教服装的滑稽可笑的人，在大街上边走边散发用来饶恕堕落和凶杀行为的赎罪卷。行列中还有一个打扮成弗龙堡神甫模样的人在装腔作势地宣称，他是一位新的星占学家，他定住了太阳，转动了地球。这番表演在聚拢来的闲客中引起阵阵哄笑。然而，这起小小闹剧只不过是哥白尼年老时将要遇到的一系列痛心事的预告而已。此后的许多年中愚昧人的嘲笑声一直伴随着哥白尼。一些对哥白尼不友好的人因这位智慧超过他们的人被嘲笑而感到幸灾乐祸。路德教信徒没有能力妨碍哥白尼，但天主教的权贵们却能够把哥白尼置于被告席上，并对他进行严厉审判。
莫里齐·费贝尔是哥白尼在瓦尔米亚生活时期的第三位主教。当他感到自己的末日已经来临的时候，他留下了遗嘱。在遗嘱中他提出要留给自己最亲密的顾问哥白尼100个弗罗伦，但却没把他看作是自己的接班人。费贝尔早就想把瓦尔米亚主教的宝座留给自己的舅舅、哥白尼的好友蒂德曼·吉斯。为达到此目的，费贝尔曾努力使克拉科夫王宫任命吉斯为副主教，即主教的助手，这样在他自己去世以后副主教接替主教的职务就顺理成章了。与此同时，海乌姆诺的主教扬·丹蒂谢克得到国王、王后、克拉科夫王宫大臣，甚至还有阿尔布雷希特大公的支持，也在觊觎瓦尔米亚主教的宝座。以亚历山大·斯库尔泰蒂为首的弗龙堡神甫千方百计不让丹蒂谢克担任费贝尔主教的助手。然而，丹蒂谢克以把海乌姆诺主教职务让给蒂德曼·吉斯为代价赢得了几位弗龙堡神甫，其中包括沃伊切赫·基约夫斯基和扬·索尔法，以及马尔堡总督耶日·巴任斯基、格但斯克城堡司令扬·维尔登等人的支持。费贝尔主教临终前也表示，只要把海乌姆诺主教职务交给蒂德曼·吉斯，就同意让丹蒂谢克担任副主教。1537年7月1日莫里齐·费贝尔主教去世，神甫会开始选举新的瓦尔米亚主教。从神甫们提交的名单中，国王挑选出4名主教候选人，神甫会再从这4人中选出主教。国王挑选出的4名候选人中有一名是尼古拉·哥白尼，其余3人是扬·丹蒂谢克、扬·齐梅尔曼和阿哈希·冯·特伦克。哥白尼是第一次被提名作候选人，而且主要还是出于礼貌考虑，因为忠于国王和波兰，并且献身于天主教事业的扬·丹蒂谢克当选为主教已经是必定无疑的了。选举扬·丹蒂谢克担任瓦尔米亚主教就结束了国王同神甫会之间有关选举国王喜欢的人担任这一职务的多年争执。
1533年，格但斯克啤酒酿造工的儿子丹蒂谢克从他的朋友和庇护人彼得托米茨基主教手里接受了授予他的神职，当了主教。丹蒂谢克大概知道，哥白尼当初是不支持他当选的，于是便把这件事牢牢记在心里。但任海乌姆诺主教时，丹蒂谢克曾于1533年邀请哥白尼和费利克斯·赖希到卢巴瓦官邸去欢度复活节后的一个礼拜日。他在邀请信中称颂哥白尼知识渊博，有很多优点，同时说他帮哥白尼在世界上扬了名。
哥白尼对这封邀请信持很大保留态度，并且有礼貌地婉言谢绝了邀请，表示不能去拜访这位新上任的主教。哥白尼在回信中写道：
“我有您这样的庇护人，实在是说不出地高兴。至于阁下要求，让我在本月20日到阁下那里去，有拜访阁下这样的朋友和庇护人的重要机会，我真是再高兴不过了。可惜不幸的是，这段时间刚好有一些必须做的事情使费利克斯（赖希的名字）先生和我不能离开这里。为此，请阁下不要因我们的缺席而见怪。”
同哥白尼一道收到邀请信的费利克斯·赖希同样逃避了这次拜会，赖希解释说：“我已经同尊敬的尼古拉·哥白尼说好，以后我们主动去拜访阁下，甚至不经邀请就去，并且会很快成行，尤其是如果我们能知道什么时候去阁下能在家的话。”就这样，两位神甫拒绝了海乌姆诺新主教和他们未来的教区主教的邀请。丹蒂谢克邀请他们大概也不纯粹是出于礼貌，可能想从他们那里得到某些信息，或者想把他们争取到自己一边来。从哥白尼和赖希的两封回信中可以看到，他们都想不定期地推迟这次会见。
哥白尼给丹蒂谢克写过不止一封信，信中常常是解释他为什么没有出席有主教参加的隆重仪式。
哥白尼总是有礼貌地回答丹蒂谢克的每次来信，他不能允许自己同主教发生冲突，甚至也不能有一点儿轻视主教的迹象，因为在主教背后站着波兰国王。哥白尼在回信时，还把自己得到的外部世界的消息告诉给主教。哥白尼对政治感兴趣，所以就向主教讲述他听到的各种事件，而主教曾经当过十几年外交官，对此也有很大兴趣。就在丹蒂谢克接受瓦尔米亚主教职务之前不久，哥白尼在给他的一封信中写道：“阁下来函希望我把自己得到的消息告诉阁下一些。这几天我刚好听到一些来自弗罗茨瓦夫的新闻，现在我把它转告阁下，尽管我担心它可能已是旧闻，因为来信的日期是6月17日。他们私下告诉我，收到了从费迪南德国王陛下的王宫发来的信……波斯国王在皇帝、教皇和葡萄牙国王的纵容下正在向土耳其发动进攻……我们的人，也就是费迪南德国王，在科希策城下打得很好，俘虏了那个靠叛徒出卖占领了科希策的人，消灭了许多敌人……信上就写这些，我把自己知道的一切全告诉了阁下。”
哥白尼同丹蒂谢克的关系逐渐正常起来。丹蒂谢克在就任瓦尔米亚主教以后，曾向哥白尼建议让齐格蒙特·斯塔雷国王的私人秘书斯坦尼斯瓦夫·霍兹尤什来接替自己。霍兹尤什后来成为红衣主教。丹蒂谢克曾多次请哥白尼治病，哥白尼大概是唯一向他提供有效医疗的医生。到地处国家边远地区的海乌姆诺主教区就职，对这位来自王宫的人来说，很像一种流放。由于他已经习惯了王宫的生活，所以对自己在卢巴瓦官邸的生活感到寂寞。他对王宫的影响减少了，因为他的对手，尤其是仇视他的财产大臣斯坦尼斯瓦夫·科斯特卡，在国王和王后那里说了他许多坏话。就任瓦尔米亚主教不久又使他焕发了新的活力。在哥白尼陪同下视察了自己的地产和神甫会的财产，可能就在这时他同哥白尼之间发生了第二次冲突。
丹蒂谢克刚刚当上瓦尔米亚主教，就同弗龙堡神甫会的一些神甫发生了不和。他开始清算那些以前妨碍，特别是反对他当瓦尔米亚主教的人。
他首先对亚历山大·斯库尔泰蒂开了火，他们之间尚有旧帐未清。丹蒂谢克在等待弗龙堡选举时就曾怀疑斯库尔泰蒂在王宫破坏他的声誉。他当时在给蒂德曼·吉斯的信中这样写道：“这条鳄鱼正在国王面前诋毁我，我们得寻找方法预防中毒。”丹蒂谢克希望吉斯说服哥白尼，让哥白尼知道他同斯库尔泰蒂的友谊可能对自己有害。丹蒂谢克期望用这种办法来分化在神甫会中一道工作多年的老朋友们。亚历山大·斯库尔泰蒂原籍格但斯克或者格但斯克附近地区。曾在罗马上过大学，并在罗马教廷工作过。然后从罗马教廷回到瓦尔米亚，在弗龙堡获得神甫头衔。他作为教廷工作人员不受瓦尔米亚主教审判权的约束，可以同主教进行讨论和辩论。他同哥白尼一道绘制了利夫兰地图。他竭力阻止丹蒂谢克的心腹斯坦尼斯瓦夫·霍兹尤什获得弗龙堡神甫头衔，这无疑是对他同丹蒂谢克的冲突火上浇油。狂怒的丹蒂谢克开始了一场同斯库尔泰蒂的公开战争，哥白尼也被卷入这场战争之中。丹蒂谢克从好搬弄是非的人那里收集了有关他增恶的这位神甫的各种情况，诬陷他犯有各种罪恶，说他作为神职人员竟然买卖亚麻，生活放荡，甚至堕落成了异教徒和无神论者等等。他决定把斯库尔泰蒂驱逐出弗龙堡。后来又通过霍兹尤什的努力，使斯库尔泰蒂被波兰议会判处流放。丹蒂谢克要求瓦尔米亚所有神甫同斯库尔泰蒂这个被诅咒的同事断绝一切往来，甚至也不许保持书信联系。哥白尼当时毅然宣布，他不这样做，因为他“尊重斯库尔泰蒂胜过许多其他人”。当哥白尼去卢巴瓦到已经任海乌姆诺主教的蒂德曼·吉斯那里作客时，丹蒂谢克专门往那里写了一封信，在信中他告诉吉斯说，“我听说学者尼古拉到你那里去了，你知道，我像亲兄弟一样爱他。可惜，他也是斯库尔泰蒂的挚友，这很不好。你要提醒他，这种关系和友谊只能是有害的。但你不要对他说，这是我的意思。大概你也应该知道，那个斯库尔泰蒂娶了妻子，人家怀疑他是无神论者。”
确实，像当时许多神职人员一样，斯库尔泰蒂有个女人，而丹蒂谢克自己也曾有过。斯库尔泰蒂同那个女人非法同居，最后娶她为妻，同她生了一个儿子叫尤利乌什。斯库尔泰蒂曾经被搜家，在他家里搜出了瑞士宗教改革家亨里希·布林格尔的著作和斯库尔泰蒂做的笔记。斯库尔泰蒂前往罗马，想到教皇那里寻求正义，恢复名誉，洗刷耻辱。然而，丹蒂谢克已在国王那里做了大量手脚，最后使国王齐格蒙特·斯塔雷给教皇保罗三世写了一封信，信中说：“自从我上次向圣上谈起那不净之人以来，已经过了一年……然而，我未料到，事情又发展了。他的大胆妄为不仅没有收敛，反而更加变本加厉。他出乎所有人的预料，竟把自己的女儿嫁了人，把神甫的住房当作嫁妆。由于他的所作所为，由于他的丑恶行为，使瓦尔米亚神甫会完全成了大家仇视的对象……这促使我下了命令，要他立刻离职……而他，这个大胆和狂妄之人，根本就没有……我宣布他为叛逆者，并希望把这个瘟疫从我的王国和我的附属国中清除和消灭掉。”这些行动最后导致的结果是：教皇委员会认定斯库尔泰蒂为异教徒，剥夺了他的神甫职位，并判处他在教皇监狱中监禁4年。由于同他要好的红衣主教们的努力，于1544年从教皇监狱中获释。斯库尔泰蒂蹲监狱的时候，丹蒂谢克要求格但斯克当局剥夺了他妻子和孩子的财产。当斯库尔泰蒂处于危难之中的时候，他久经考验的朋友们，尤其是尼古拉·哥白尼和蒂德曼·吉斯没有抛弃他。1551年，即哥白尼去世8年后，由于斯库尔泰蒂的努力，罗马教廷宣布把弗龙堡神甫会开除出教会。
哥白尼也由于安娜·希林的缘故，遭受了许多磨难。安娜·希林是哥白尼的女管家。哥白尼已经是一位老人，而安娜·希林虽然也已度过了青春年华，但她的美貌仍然十分引人注目。当时在弗龙堡神甫们的女管家、佣人和女厨子中，安娜·希林显得与众不同，其原因大概不完全在于她的年龄和容貌，否则为什么丹蒂谢克，这位非常注重道德和关心拯救神甫会成员灵魂的主教在哥白尼去世几年之后仍然禁止神甫会成员同她保持任何联系呢。
安娜·希林出身于格但斯克一个富有家庭，她来为哥白尼当管家并不是出于物质利益考虑。哥白尼在自己的书和草稿的空边上经常画一些常春藤叶——希林家庭的徽号，由此可见是感情联系把他们结合在一起的。哥白尼大概没有被授予更高的教职，所以他不受严格禁欲要求的束缚。哥白尼很早就认识安娜，早在筹备普鲁士货币改革时期就同她的家庭有着密切往来。安娜的父亲马切伊·希林是文艺复兴时代最杰出的设计和刻制币章图案的工匠之一。这一家人原籍阿尔萨斯的维桑堡，同德茨尤什一家一道于15世纪来到克拉科夫。1507年马克西米连皇帝封他们为贵族，后来齐格蒙特·斯塔雷国王肯定了他们的贵族地位。这个家族使用的徽章图案是一支三叶常春藤，周围是圆环。哥白尼在自己笔记本的空边上画的正是这种图案。尤斯图斯·德茨尤什推选马切伊·希林担任了改革后的托伦造币厂厂长以后，马切伊·希林不仅负责这个厂的管理工作，同时还为波兰的货币设计图案。1535年托伦造币厂关闭以后，希林转到格但斯克，到那里也负责造币厂的领导工作。哥白尼正是从那里把他的女儿安娜带到了弗龙堡，让她协助自己料理家务。
哥白尼同希林家族有着某种远亲关系，这可能是哥白尼带走安娜的一个前提条件，尽管安娜很年轻，还是来到了这个老神甫的家。丹蒂谢克搬到利兹巴克就任主教的时候，安娜已经在哥白尼的家里呆了5年，丹蒂谢克作为瓦尔米亚主教，逼迫哥白尼把安娜赶出家门，并通过自己的仆从对哥白尼加以监视，看哥白尼是否还同安娜会面。哥白尼执行主教的指示，让安娜离开了自己的家；但却一直同安娜保持见面，直到去世为止。而安娜在哥白尼去世以后又在弗龙堡住了一段时间才回到格但斯克。
正当哥白尼感到非常苦闷的时候，出现了一个人，这个人在哥白尼生活的最后年代里成了哥白尼最忠实的学生和朋友。这个人丝毫也不在意有关老师的传言和老师周围的气氛，再说他作为一名新教教徒对这类事根本不予理睬。这个人就是纽伦堡大学教授耶日·约阿希姆·冯·劳亨，又名雷蒂克。他对哥白尼的天才发现非常感兴趣，于是便慕名来到弗龙堡。他来得正是时候，在传播哥白尼天才学说方面起了相当大的作用。
摆脱公务活动使他能够无拘无束地献身于自己的爱好。然而，天文学研究方面的主要成就却是他在积极从事公务活动时期取得的。因为他很早便写出了《浅说》这个太阳中心说的提纲，大约在1515年开始撰写他的主要著作《天体运行论》。这部巨著断断续续地写了18年，随后又进行了一些修改，然后才准备出版。当时的天文学家们和哥白尼的朋友们从《浅说》中得知哥白尼提出了完全崭新的论断，这个论断推翻了当时天文学的基础理论。哥白尼把科学同神秘的巫术区分开来，这使他永远遭到那些丧失了赚钱门路并受到嘲弄的星占术士们的歧视。虽然哥白尼身居远离科学中心的弗龙堡，但他却对当时发生的各种科学事件了如指掌。许多朋友向他报告国内外的重要科学发明和新出现的科学观点，还有不少学者经常请他对与天文学有关的各种问题发表意见。
哥白尼青年时代的一个朋友伯纳德·瓦波夫斯基，住在克拉科夫教区，给国王当秘书。他以前在大学学法律，但业余爱好天文学，因为天文知识是他绘制波兰地图所需要的。1524年春，他把扬·维尔纳在1522年发表的一本名为《论第八天体的运动》的著作寄给哥白尼，请哥白尼对这本书发表意见。这本书在当时的天文学界已经得到肯定的评价。扬·维尔纳曾经是弗龙堡的神甫，后来搬到纽伦堡，在纽伦堡成了比较知名的天文学家之一。哥白尼对维尔纳著作所作的评价同普遍的评价截然不同，这在欧洲引起了极大兴趣，也由此使哥白尼的名字广为传扬。哥白尼很快发现，维尔纳犯了许多错误，他的论断只能在天文学家中引起混乱。1524年6月3日，哥白尼把自己的的看法写成信寄给了瓦波夫斯基。这实际是有关维尔纳著作的一封激烈的辩论信，信上详细列举了纽伦堡这位不幸的天文学家的所有失误。但在信中哥白尼却没有透露自己有关地球运动的观点，整个批评是根据正统科学提出的。写给瓦波夫斯基的这封信是哥白尼辩论文的一个杰出范例，也显示出他具有出色的文学天赋，他说：不久前，你——我最好的伯纳德把扬·维尔纳在纽伦堡出版的《论第八天体的运动》一书寄给我，说许多人赞扬这本书，你请我谈谈自己对这本书的看法。如果我能赞赏地和真诚地推崇它，那我大概会很乐意这样做，此外，我还会称颂作者的热情和所付出的努力。亚里士多德告诫人们，哲学家不仅应该感激那些说得对的人，也要感谢那些说得不对的人，因为已经得到证实的错误往往能给那些想沿正确道路前进的人带来不少好处。再说批评的好处并不多，也没有多大作用，因为厚颜无耻之徒的天生特点是喜欢讽刺挖苦，而不是创造。由此使我感到担心，会不会有人指责我只知责备别人，而自己却什么更好的东西也拿不出来。想到这儿，我本想把这个问题原封不动地留给其他人，让其他人去努力解决。但为了使你了解我的意见，尊敬的阁下，我愿给你一个笼统的回答。因为我发现，谩骂和指责是一回事，而改正和使人摆脱歧途则是另外一回事。同样，赞扬是一回事，而吹吹拍拍和阿谀奉承则是另外一回事。我没有理由不满足你的愿望，也不能拒绝在你提出的这些问题上花费功夫和付出努力。为了不使人们说我对这个人批评得过分大胆，我努力尽可能清楚地说明，关于恒星运动他在哪些地方搞错了，他的论证的缺陷是什么，这对更准确地理解这方面的原则会有不少帮助。
“……”
这封信首先在克拉科夫学术界引起轰动，随后它的复写件开始在欧洲流传，甚至在哥白尼死后仍在流传。伯纳德·瓦波夫斯基认为靠书信往来不能同哥白尼充分交换意见，于是他决定长途跋涉，亲自从克拉科夫到弗龙堡去见哥白尼。1535年秋他来到弗龙堡。这是两位老同学分别多年后的首次会面。瓦波夫斯基对哥白尼的工作非常感兴趣，他刚好是在哥白尼的主要著作已经完成的时候来到弗龙堡的。但是，为了瓦波夫斯基编写各种天文资料和编制天文历法的需要，哥白尼仍然继续进行天文观测。大概瓦波夫斯基曾经热情劝说哥白尼筹备出版天文历法。哥白尼写的一部分手稿被瓦波夫斯基带到了克拉科夫，并把它交给了奥地利的外交官齐格蒙特·冯·赫伯斯泰恩，托他把哥白尼这些手稿作为天文历法的一部分在维也纳发表。
可惜，不久瓦波夫斯基去世了，哥白尼的历书也丢失了。没有任何人再管这件事，哥白尼自己没有为发表这部作品做过任何努力，尽管波兰沿海地区就有几家印刷作坊。哥白尼在摆脱了繁忙行政事务的晚年，安静地从事天文观测和研究。他同外部世界保持着联系，时常有人来看他或给他写信来。多年来他几乎每天都同自己的朋友、神甫会的同事蒂德曼·吉斯真诚地交流观测结果，两人无所不谈。蒂德曼·吉斯把出版哥白尼的著作一事看成是自己的事情。甚至在哥白尼逝世后他仍致力于朋友著作的出版工作。直到生命最后一息。把他们联系在一起的不仅是对科学和生活的共同认识，还因他们在神甫会一道从事过共同的工作。
蒂德曼·吉斯也把哥白尼看成是自己唯一最知心的朋友，对他无话不说。蒂德曼是一位性情异常温和而又很有才华的人文主义者，他希望理智和智慧能够战胜教条。当哥白尼撰写自己著作的时候，蒂德曼正在筹备自己的一部大作，题目是《论基督王国》。在这部作品中他希望天主教徒和路德教信徒和解。他提出了一个妥协的办法，想通过这种办法克服派性，达到统一。他利用书信往来经常同菲利普·梅兰希顿和鹿特丹的埃拉斯姆进行友好交流。他在写给埃拉斯姆及许多其他杰出人文主义者的信中，曾请对方对哥白尼的作品发表意见。当他撰写自己的哲学论文时，哥白尼也不止一次地帮他出过主意。在他死后，波兰反宗教改革运动的领袖斯坦尼斯瓦夫·霍兹尤什把这篇哲学论文看成是“可怖的异端邪说”。当反宗教改革运动不断高涨的时候，哥白尼的学说曾面临遭受谴责的危险，这时蒂德曼专门准备了一篇维护哥白尼天才发现的论文。
哥白尼的朋友们在意大利高级教会人士中传播了哥白尼的理论和观点，想通过这种办法为哥白尼公布自己的学说铺平道路，从而使当时的科学实现革命。正是由于他们的努力，方济各会红衣主教尼古拉·申伯格对哥白尼的著作竟然发生了如此大的兴趣，以至于在1536年11月1日直接给哥白尼写了一封信，申明他想了解哥白尼的学说。
哥白尼的早期著作抄本已在整个欧洲流传；但只有为数很少的朋友了解他具有划时代意义的巨著，这部巨著差不多已经定稿，正放在哥白尼的住房里。哥白尼并不急于出版这部著作，因为这部著作是针对教会承认的最大权威的，这样自然也就危及了正统的教会理论。在同教会有关的保守的知识界看来，日心说是宣传没有上帝的学说，为此哥白尼担心会因这部书被指控散布异端邪说，进而受到宗教法庭的审判。他更担心的也许是怕自己的发现不被人理解。关于他的学说，除了友好的赞扬声外，已经有些试探性的信号表明，这种学说不仅会受到天主教会，也会受到路德教主要人士的严厉谴责。马丁·路德本人把哥白尼称为蠢人。
名为《天体运行论》的著作有十多年一直以手稿形式被搁置在哥白尼的宿舍里。完成这部著作以后，哥白尼并未停止研究工作，仍然不断地使用天文仪器进行观测，这些观测进一步证实了他的计算结果和得出的结论。
哥白尼起初把自己这本著作分为8章，后来又分成7章，而交付出版的是6章。很难说他是按什么顺序撰写的，从他文章中有关天文观测的描写可以看出：1525年前他撰写了前4章，后两章则是1530年以后写的。他的手稿是用非常难辨认的充满了各种符号的文字书写的，只有熟悉其中奥秘的天文学者和数学专家才能看懂。后来在雷蒂克影响下，他才用比较易懂的方式编辑了用于出版的文本。这本书的序言是1542年哥白尼写给教皇保罗三世的一封信。他写这封信时，这本书已经交付印刷。在这封信里，哥白尼说明了自己的理论的实质及其产生的条件。因为哥白尼预见到自己的理论将引起科学革命，所以他寻求教皇庇护，以免自己的学说被指责为异端邪说。教皇保罗三世在位的时间为1534年至1549年，他曾是著名的人文主义者以及科学和文化的庇护人。哥白尼在信中把他称为数学家，当时天文学家也属数学家之列。这位教皇曾经对天文学，更确切说是星占术感兴趣。有许多星占学家围着他转，没有他们的预言他不作任何重要决定，所以人们把他称为星占学家手中的工具。在保罗三世周围可能也有过哥白尼学说的拥护者，他们竭力说服教皇相信这一学说。那么当时哥白尼是怎样想的呢？他希望在序言里把最重要的东西说清楚，他的序言这样写道：
最神圣的父，我知道，某些人听到我在《天体运行论》一书中提出了地球运动的观念之后，就会大叫大嚷，谴责我和这种思想。我对自己的著作还没有偏爱到这种程度，以致于可以不顾别人的看法……
“我深深地意识到，由于人们因袭许多世纪以来的传统观念，对于地球居于宇宙中心静止不动的见解深信不疑，所以我把运动归之于地球的想法肯定会被他们看成是荒唐的举动。因此，我踌躇了很长时间，不能决定到底是公开出版我这本证明地球运动的书呢，还是遵循毕达哥拉斯等人的惯例，把自己学说的奥秘只口授给自己的亲友，而不见诸于文字？我想，他们倒不是像有些人认为的那样，怕自己的学说被人分享，而是担心费尽千辛万苦才获得的宝贵研究成果会遭到轻视。因为有这样一班庸人，除非是有利可图，从不关心任何科学研究；或者虽然被人鼓励和依照先例而去作哲学的探求，但头脑又很笨拙，就像蜜蜂中的雄蜂一样，懒惰而又愚蠢。而我的理论又很新奇且难以理解，于是，担心遭到轻视的思想几乎使我放弃了自己的打算。”
接下去，天文学家向教皇说明，促使他发表著作的是他的朋友尼古拉·申伯格和蒂德曼·吉斯，哥白尼把蒂德曼·吉斯称为杰出的学者。然后他又在信中接着说明他寻求新的宇宙构造理论的动机。他在信中说：
使我另寻方法计算天体运行的，正是数学家们在这方面研究中的矛盾。
首先，数学家们在日月运动方面的研究就是不可信的。他们甚至不能观测或计算出回归年的准确长度。其次，他们无论在测定这两个，还是其余五大行星运动时，跟他们研究视运动和运转时用的都不是同一原理和假说。
他们也没有发现或推断出最重要的东西，即宇宙的构造及其各部分的固定秩序，在他们的探索中，也就是所谓的方法中，不是忽略了一些必不可少的细节，就是塞进了毫不相干的东西。要是他们坚决遵循某些原则，那肯定不至如此。因此，如果他们所采用的假定不错，由此而得出的结果也就可以得到验证。
“我不辞辛苦地重读了我所能得到的哲学著作，旨在调查一下，看看他们之中是否有人就天体运动讲过不同于数学讲师思想的意见。”
哥白尼在普鲁塔尔赫和西塞罗的著作中看到有些学者指出过地球运动的可能性。
这就启发了我也开始考虑地球的运动。虽然这种看法似乎很荒唐，但前人既可随意想象用圆周运动来解释星空现象，那么我更可以尝试一下，是否假定地球有某种运动能比假定天体旋转得到更好的解释。
于是，从地球运动的假定出发，经过长期的、反复的观测，我终于发现：如果其他行星的运动同地球运动联系起来考虑，并按每一行星的轨道比例来作计算，那么，不仅会得出各种观测现象，而且一切星体轨道天球之大小与顺序以及天穹本身，就全部有机地联系在一起了，以至不能变动任何一部分而不在众星和宇宙中引起混乱。
为此，我为本书确定的顺序是：第1卷叙述地球的运动，各行星轨道的位置以及宇宙的总体结构；其余各卷叙述其他行星运动与地球运动的关系，把其他星体运动都和地球运动联系起来，从而说明其他行星和天体的运动和现象。
“我毫不怀疑，有真才实学的数学家，只要他们按照科学的要求，深入地而不是肤浅地了解和鉴定我立论的依据，就会同意我的看法。”
哥白尼知道自己的观点和研究结果可能受到尖锐的批评，于是他强调指出，他的发现可能对拟议中的历法改革有好处。
“可能会有对数学一窍不通的无聊的空谈家摘引圣经的章节加以曲解，以此对我的著作进行非难和攻击。”
哥白尼几乎像先知似地预见到了自己著作的命运和自己理论的信仰者，他说，对这种意见，我决不予以理睬，我鄙视它们。
如果有人嘲笑我，那科学界的人们是不该感到惊奇的。
“数学方面的内容是为数学家而写的，如果我没弄错，那他们将会发现，我的辛勤劳动是会有某些益处的……不久之前，在利奥十世统治下，改良教会历书的问题在宗教会议上发生了争论。会议没有作出决定的唯一原因是年月的长度和日月的运动尚不能准确测定。从那时起，在当时主持编历事务的杰出的森普罗尼亚地区主教、尊敬的保罗大公鼓励之下，我开始从事更精确的观测，我把从中得出的结果交给陛下和其他所有有学识的数学家加以鉴定。”
实际上，在哥白尼去世40年之后才进行历法改革。但他的发现对这次改革是非常有益的，尽管当时谁也没有直接引用他的发现，因为他的学说已经遭到谴责。哥白尼在写这封信的时候相信，教皇将用自己的威严和威望保护他免遭错误的攻击，哪怕只因为这部著作是奉献给教皇的这一点也好。然而，这封信仅仅具有一个引子作用，引导人们去了解事物的实质。
哥白尼的原始手稿已经丢失，我们只知道刊印出来的东西。该著作的原始题目大概是：《尼古拉·哥白尼的运行六卷书》。出版时为了便于更多人了解，特意改为《天体运行论》。哥白尼认为，宇宙是由以太阳为中心的天体组成的，每个天体都有一个行星轨道。
该书的第一卷是基本部分，它分为14章。在这卷里哥白尼使用了不懂天文学和没学过数学的广大读者都能理解的语言介绍自己天文学理论的概貌。从某种意义上说，这是一本哲学和世界观讲义。在正式论述之前，还有一段序言，在这段序言里哥白尼阐述了天文学在各种科学之中的地位及其实际应用。哥白尼写道：
“在引起我们兴趣、作为人类精神食粮的为数众多的和五花八门的科学与艺术之中，我认为，应该首先献身并以最大热情去从事那些包含在最美好和最值得了解的事务中的科学与艺术。研究宇宙中的旋转运动和星球运动、星球规模及其相互距离、它们的升起和降落，以及宇宙中所有其他现象形成的原因，并最终阐明整个宇宙之构成的科学，就属于这类科学。有什么东西能比天空更美好呢？要知道天空囊括了一切美好的东西。天空这名字本身就说明了这一点，拉丁文把天空叫作‘科卢姆’和‘芒杜斯’，前者的含义为清洁和装饰，后者的含义为雕塑……所以，毫不奇怪，这门作为人文科学之首、同具有高贵思想的人最相匹配的科学，依据的几乎是全部数学知识：算术、几何、光学、大地测量学、机械学和其他可能有的数学分支，所有这一切构成了这门科学……与其说它是人的科学，不如说它是上帝的科学。这门科学深入到最高贵事物之中，但也不乏艰难险阻，尤其是从事这门科学研究的大多数人对希腊语称之为假设的基本思想众说纷纭，莫衷一是，于是便各自依据不同的原理从事研究。”
这些话体现了哥白尼对天文学的无限热爱，他把天文学看作精密科学的无冕女王。对哥白尼来说，从事天文学研究不仅是纯粹的精神享受，而且是他巨大热情和感情的寄托。
第一章的题目是《论宇宙之为球形》。哥白尼把对一个著名论断的引述作为这一章的开端：
“首先，我们应当指出，宇宙是球形的。这是否因为这种形状是万物中最完美的形状，它无需进行任何粘合，就形成完整的整体，既不能添加什么，也不能减少什么……”
在第三章《大地和水怎样构成统一的球》里，哥白尼批驳了这样一种论点，即似乎我们星球上水的容积比大地的体积大。在这一章的论述中，大地被看作自然的基本因素之一。哥白尼的论证指出：
同表面现象相反，正是环绕大地的水形成海洋并充满地球低洼的地方。由此可见，水的容积应该小于大地的体积，否则大地就会被水淹没，因为本身的重量，两者都要趋于同一中心。这使部分大陆露出水面，使生物得以生存，并到处都有一些岛屿。大陆是什么呢，不就是一个更大的岛屿吗？……
“由此我认为，地同水具有共同的重心，并同地球的容积中心不相重合。因为大陆比较重，而且裂缝里充满了水，所以水容量比大地体积小得多，虽然水域的面积看起来可能更大一些。大地跟环绕它的水结合在一起，其形状应该跟它的影子一样。而在月食时可以看到，大地的影子正是一条理想的圆弧。所以说，大地不是平面……也不是鼓形……而是完美的圆。”
接下去的第四章和第五章，讲的是天体的运动，其中包括地球的旋转运动。第四章的题目《论天体均匀永恒之圆运动或复合圆运动》是发人深思的。这一章为揭示地球旋转运动的自然性和必然性做了充分准备。
“现在，我们应当指出，天体的运动乃是圆周运动。这是因为这种旋转运动对于球来说是固有的性质，它反映了球形的特点。球这种形状的特点是简单、没有起点、也没有终点，旋转时不能将各部分相区别。而且球体形状也正是旋转作用本身造成的。可是由于天体之多，运动也是各种各样的。但各种运动之中最明显的就是周日旋转，希腊人称之为‘日夜’，也就是昼夜交替。”
哥白尼用无可辩驳的论据逐步证明，把地球看作宇宙中心的论点是错误的。第五章的题目是《地球是否作圆周运动与地球的位置》。对题目本身提出的问题，他的回答是肯定的，并总的确定了地球对其他天体的相对位置。
如果不是假定天穹在运动，而是地球从西向东转，那么所有严肃思考问题的人就会发现，我们的结论是正确的……
“接受这一事实，就提出了另外一个，起码是不比前一个小的疑问，这就是地球的位置问题。几乎所有人都相信，地球是宇宙的中心。现在我们假定，地球并不正好在中心，而是离宇宙中心有一段距离。这段距离同恒星天体相比非常小，同太阳和其他行星的轨道相比却差不多。这样，我们就把行星、太阳不均匀运动的原因归结为是它们绕别的中心，而不是地球均匀运动的结果。从而就可以找到这种不均匀运动的合理的原因。此外，因为行星与地球之间的距离有变化，说明可能是行星在相对于地球运动，也可能是地球在相对于行星作运动。所以地球肯定不是行星轨道的中心。”
这样哥白尼就逐渐把读者引到了自己的理论之中，同时提出了当时普遍流行的观点的荒谬性。
《天比地大，其大无比》是第六章的题目，同时也是这一章论证的主题，同第七章《为什么古人认为地球静居于宇宙中心》相类似。在第八章里哥白尼批驳了所引述的论点，指出了它们的不足之处。“托勒密对地球和地上的一切由于自然旋转而飞散的担心，是毫无道理的……”在这里哥白尼遇到了在世界观和意识形态方面具有重大意义的问题，但他没有加以研究，说它不属天文学范畴。他采取这一立场大概是担心会因这一问题而招来全面攻击，而全面攻击则可能连他的天文学观点也给推翻。
“宇宙是否有限的问题，让我们留给自然哲学家们去讨论吧。我们认定大地有限并为球形就够了。那为什么我们还犹豫，不承认地球的运动呢？……为什么不承认天穹的周日旋转只是一种视运动，实际上是地球运动的反映呢？正如维尔吉尔的史诗中艾尼斯的名言：‘我们离港向前航行，陆地和城市后退了。’”
哥白尼在题为《关于地球是否还有一种运动和宇宙中心问题》的第九章里，提出了一个非常重要的问题。他在这一章里勇敢指出：根据观测，地球并非是所有行星旋转的中心，而宇宙中心也不等于我们地球的重心。他说：我们业已说明，地球不动的看法是没有道理的。所以我们现在应当考虑，地球是否有不只一种运动，以致可以看成一颗行星。
“行星视运动的不均匀性和行星到地球距离有变化的事实，证明了地球并非是所有行星旋转的中心。这是因为，如果行星在以地球为中心的同心圆上旋转，上述事实就无法解释了。于是，各行星的旋转不是只有一个中心。这样我们就可以讨论，地球重心是不是宇宙中心的问题了。”
哥白尼在题为《天体的顺序》的第十章里提出的论断，导致了当时世界观的革命。今天仍使我们感到惊讶的是，他竟然那么精确地计算出了太阳直径同围绕太阳旋转的行星直径的比例，那么精确的确定了各天体对太阳的顺序和它们围绕太阳旋转一周的时间。土星围绕太阳旋转一周的实际时间是29年又167天，而哥白尼的计算为30年；木星旋转一周是11年又315天，而哥白尼的计算为12年；火星旋转一周是1年又322天，而哥白尼的计算为2年。地球旋转一周是1年，而哥白尼也说是1年；金星旋转一周的实际时间为225天，哥白尼的计算为270天；水星围绕太阳旋转一周是88天，而哥白尼的计算为80天。这些修正的计算结果是借助精确的现代化仪器测得的，而哥白尼当时使用的则是一些十分简陋的器具。
接着，哥白尼用非常美妙的语言写下一段文字，那简直是一首散文诗，在非人文学科的科学论文中是罕见的。哥白尼在讲述完各天体之后，这样写道：
“中央就是太阳。在这华美的殿堂里，为了能同时照亮一切，我们还能把这个发光体放到更好的位置上吗？太阳堪称为宇宙之灯，宇宙之头脑，宇宙之主宰……于是，太阳坐在王位上统率着围绕它旋转的行星家族。地球有一个侍从——月亮。正如亚里士多德在《博物志》中所说，当地球从太阳那里受孕和怀胎，以便每年生育一次的时候，月亮是地球最亲的亲人。”
在第十一章，哥白尼讲的是“地球3种运动的说明”。3种运动即自转、周年旋转和倾斜面的运动。哥白尼是这样说明地球运动的：
“第一种运动是地球自西向东绕轴昼夜自转，……由于这种运动，使整个宇宙看起来像顺着‘回归圆’作相反的运动，所谓回归圆就是赤道，是从希腊文翻译过来的。第二种运动是地心连同地球上的一切的周年旋转：在金星与火星轨道间的黄道上从西向东运行。看起来好像是太阳在黄道上作相似的运动。”
哥白尼的论述穿插了大量的图表、公式和三角坐标。
第一卷的最后3章被称为“哥白尼的三角”，在手稿中是单独的一卷，但在准备出版时被并入第一卷。1542年在威丁堡出版时这3章的题目很长：《论平面直线三角和球面三角的边和角。杰出的大学者、托伦人尼古拉·哥白尼先生撰写的、非常有教益的和有助于理解托勒密及其他人的许多论点的小册子》这个题目当然是出版者编写的。
其余从第二卷到第六卷讲的是天体天文学、地球绕太阳的旋转、月亮的运动理论和行星的位置。经雷蒂克的努力，哥白尼的著作就按这种编排顺序出版了。
