1930年發現冥王星之後，很多人都猜測它可能不是該區域內唯一的一顆星體。幾十年來，對柯伊伯帶是否存在、存在形式一直有各種不同的猜測，但直到1992年才發現其存在的第一個直接證據。對柯伊伯带的本質和數量的各種不同猜想以及不連續性，導致難以確定誰才是最早提出且值得讚許的原創者。
假設
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最早提出海王星之外還有天體群存在的天文學家是弗雷德里克·查爾斯·倫納德。在克萊德·湯博於1930年發現冥王星後不久，倫納德就思索：「冥王星不太可能是海王星外唯一的天體，是否還有一連串的海王星外天體等待被發現，冥王星只是第一顆，其它的成員注定最終還是會被檢測到」[7]。就在同一年，天文學家阿爾敏·奧托·洛伊施納提出冥王星「可能是有待發現的許多長周期行星之一」[8]。
天文學家杰吉拉德·柯伊伯，柯伊伯带就是以他的名字命名的
在1943年，肯尼斯·埃奇沃斯（英语：Kenneth Edgeworth）在英國天文協會期刊上投書假設，在海王星之外的區域，原始太陽星雲內的物質在空間內散布得太廣泛，因此只能凝聚成較小的天體而難以凝聚成行星。由此，他得出結論：相對較小但大量的天體佔據太陽系的行星之外廣大的空間[9]，並且，年復一年，它們中的某一個偶然會從它們的球殼遊蕩到內太陽系[10]，成為拜訪太陽系內部的彗星之一。
在1951年，杰拉德·古柏於發表在天文物理學期刊上的一篇文章中推測，太陽系在演化的早期，會形成一個類似的圓盤，不过他認為這個狹長的圓盤现在已经不存在了。據説古柏是基於他那個時代常見的假設來行動，即冥王星被認為和地球一樣大小，因此能夠將那些小天體拋射至歐特雲或太陽系之外。如果古柏的假說是正確的，那麽今天就不會有一個“柯伊伯带”了[11]。
這個假設在其後十年有各種不同的形式。在1962年，物理學家艾利絲泰爾·卡麥倫（英语：Alastair G. W. Cameron）假設在太陽系的邊緣有大量的小天體存在[12]。在1964年，弗雷德·惠普爾提出著名且通俗化的彗星髒雪球假說，並假設有一個足夠大的彗星帶，也許質量大到被認為可以影響天王星的軌道，造成差異而引發對X行星的搜尋[13]。然而，觀察結果推翻了這個假說[12]。
在1977年，查爾斯·科瓦爾發現軌道介於土星和天王星之間的冰小行星(2060) 查倫。他使用的是與克萊德·湯博在50年前發現冥王星相同，稱為閃爍比對器的設備[14]。在 1992年，另一顆小行星(5145) Pholus被發現有著相似的軌道[15]。現在，在木星和海王星之間存在著許多類似彗星的天體，被稱為半人馬小行星。半人馬小行星的軌道並不穩定，只有數百萬年的動力學生存時間[16]。在1977年發現小行星(2060)查倫之後，天文學家就推測有外來的儲藏所，經常補充半人馬小行星。
稍後，從對彗星進一步的研究，發現柯伊伯带存在的證據。已經知道一些彗星的壽命是有限的，因為當它們靠近太陽時，太陽的熱會導致揮發性的表面逐漸昇華至太空，使它們日漸消蝕。為了在太陽系的有生之年都有彗星的存在，它們就必須經常得到補充[17]。這種補充的區域之一就是奥尔特雲，最早是荷蘭天文學家奥尔特在1950年假設的，是超出50,000天文單位之外的一個巨大球殼[18]。歐特雲被認為是像海爾·波普彗星這種軌道長達數千年的長週期彗星的起源地。
然而，還有另一種週期短於200年的彗星族群，像是哈雷彗星，稱為短週期彗星或週期彗星。在20世紀的70年代，發現的短週期彗星越來越多，而它們的性質並不符合起源自歐特雲的說法[19]。來自歐特雲的天體要成為短週期彗星，它首先要被巨大的行星俘獲。在1980年，烏拉圭大學的天文學家朱麗歐·安潔·費南德茲首先在皇家天文學會月刊指出，來自歐特雲被送入內太陽系的600顆彗星，幾乎是每一顆短週期彗星，都會被彈入星際空間。他考慮觀測到的彗星數量，推測在35至50天文單位之處應該有一個彗星帶[20]。接續費南德茲的工作，加拿大研究團隊的馬丁·鄧肯、湯姆·奎因和斯科特·特里梅因在1988年大量使用電腦模擬，以確定所有觀測到的彗星是否都來自奥尔特雲。他們發現歐特雲不能解釋所有的短週期彗星，特別是聚集在黃道平面附近的短週期彗星，而來自歐特雲的彗星傾向於來自天空中的任意一點。添加入如同費南德茲所描述的一個帶，就可以與觀測匹配[21]。據說，因為「彗星帶」和「柯伊伯带」這兩個單詞出現在費南德茲論文開頭的第一段裡，所以特里梅將這個假設的地區命名為柯伊伯带[22]。
发现
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在冒纳凯阿火山顶部的望远镜阵列, 在这里“柯伊伯带”被发现
1987年，当时在麻省理工学院工作的天文学家大卫·朱维特，对于“太阳系外围的明显空虚”越来越疑惑。[23]他鼓励当时的研究生刘丽杏帮助他找到超越冥王星轨道的另一个天体，因为，他对她说，“如果我们不这样做，没有人会。”[24]使用在亚利桑那州基特峰国家天文台和在智利托洛洛山美洲际天文台的望远镜，朱维特和刘丽杏以与克莱德·汤博和查尔斯·科瓦尔几乎相同的方式进行自己的搜索，與进行比较。[24]
最后，经过五年的搜索，于1992年8月30日，朱维特和刘丽杏宣布“发现候选的柯伊伯带天体”：小行星15760。[23]半年后，他们在该区域又发现了第二个天体，(181708) 1993 FW。[25]