勒维特承担的一项任务是检查大小麦哲伦星云的照相底片，工作的具体内容主要是通过把不同时期拍的底片叠加在一起，比较分析得出恒星的亮度变化，从中找出变星。

从1904年到1908年，勒维特在麦哲伦星云中一共找到了1777颗造父变星，并整理成论文发表在《哈佛学院天文观测年鉴》上。这个惊人的成果也得到了《华盛顿邮报》的报道，世人既惊叹于这个庞大的数量，也惊叹于其发现者是一位女性。然而，人们没想到的是，这点成就与她后来的发现相比，完全不值一提。

在分析观测记录时，勒维特发现了一个逐渐清晰的规律：光变周期较长的造父变星，似乎比光变周期较短的更为明亮。换句话说，勒维特发现造父变星“眨眼”的频率和它们自身的亮度之间，可能存在着某种关系。

为了进一步证实自己的发现，勒维特挑选了观测精度最高的25颗造父变星加以追踪分析。经过几年的努力，勒维特发现这两个变量的关系可以用一条直线来描绘。

1912年，勒维特又发表了一篇论文，作为上一篇论文的结论，她指出：“造父变星的绝对星等[11]与它们的光变周期成正比。”这一个定律被称为“周光关系[12]”，也被后人称作“勒维特定律”。

这个发现对陷入测量技术瓶颈的天文学界起了很大的启发作用。基于相同蜡烛放得越远视觉亮度越暗的简单原理，再通过整理出天体的绝对星等、光变周期和视星等之间的关系，人们只要找到宇宙中已知距离的一颗造父变星作为标准烛光，就能够用对照光变周期的方法，测算出遥远星系与地球之间的距离。接下来，想要测出任一星系的距离，我们只需要找出那个星系中的造父变星，因为在足够大的距离测量尺度中，个别变星和其所在的整个星系可以视作一个整体。也就是说，勒维特为人们指明了那把突破了三角视差法测量的极限，更适合用来测量星系距离的宇宙之尺。这在天文学史上是具有划时代意义的技术革命。

然而不幸的是，勒维特并没有机会亲自挥动这把尺向世人展示它在天文学发展上的重大价值。因为在发现了周光关系和确认了标准烛光后不久，她因胃部手术而不得不再次放下自己的研究工作。

等她康复回来的时候，身不由己的她又被皮克林安排去做别的工作，研究北极星序。这个安排意味着皮克林对勒维特能力的认可，因为对皮克林而言，那是他多年来最希望能完成的研究课题。可对勒维特而言，这无疑是她人生中最大的缺憾，因为这直接让她与接下来将要震动整个天文学的成就失之交臂。

无论是在个人能力还是时间条件上，我们都有理由相信，只要勒维特在当时能有机会亲自用她发明的这把“量天尺”对宇宙进行测量，那么她所创造的成就，就绝对足以让整个学术界无法再对这一位女性的努力视而不见。