瑞士日内瓦天文台的天文学家史帝芬·奥戴利等人（Stéphane Udry）于2007年4月24日使用欧洲南方天文台位于智利拉西拉天文台（La Silla Observatory）3.6米望远镜的高精度视向速度行星搜索器（High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher）发现格利泽581d。该研究小组使用径向速度法来搜寻行星，这种方法可以根据主恒星轨道受到重力的影响程度来测量行星的质量与大小。
母恒星格利泽581的运动轨迹表明格利泽581d的质量最少是5.6倍地球质量。假定格利泽581行星系的各行星轨道都共面进行的动态模拟显示，只要格利泽581d的质量超过其最小质量的1.6到2倍，行星系统就无法保持稳定的轨道。因此，格利泽581d的质量不应超过13.8倍地球质量。
2009年4月的研究显示格利泽581d的轨道位于理论的适居区之内，代表液态水可能存在行星上。发现者史帝芬·奥戴利认为：“格利泽581d可能被“深且巨大的海洋”所覆盖，它也是首颗被认真考虑的海洋行星候选 。科学家原先认为格利泽581d太冷而无法让液态水存在，因此无法支持类似地球的生命型态生存。但是因为地球没有任何温室气体的情况下约为摄氏-18度，而且根据格利泽581d理论上的温室效应，天文学家支持该行星的气候条件可以允许液态水的存在，因此生物可能可以在行星表面生存。
2009年4月21日，欧洲南方天文台宣布发现格利泽581e的消息，并且更精确的测量格利泽581d的轨道，确认它确实位在适居区域当中。 “格利泽581d”存在与否曾一度产生争议。
2010年，天文学家就接收到了“格利泽581d”发出的信号。美国宾州州立大学的学者们2014年分析认为，这些信号只是距离地球22光年之外的其他星球发出的“噪音”，断言“格利泽581d”——及其伙伴“格利泽581g”——根本就不存在。
不过，英国学者的最新研究可能让“格利泽581d”的“命运”峰回路转。伦敦大学玛丽皇后学院和赫特福德大学的科学家们表示，宾州州立大学把研究大行星的方法套用到了小行星身上，可能因此错过“格利泽581d”。
2014年7月3日，美国宾夕法尼亚州立大学天文学家保罗·罗伯逊在刊发于《科学》杂志的文章中说，科学家先前认为最可能存在生命的10颗“超级地球”中，格利泽581g和格利泽581d甚至连星球都不是。
天文学家常用径向速度法寻找太阳系外行星，不过，这一方法有时会被恒星本身剧烈活动影响，以至把恒星活动当作是另有行星存在。星体磁活动有时会改变部分星体大气的旋转速度，超级热氦和钠原子发光情况极易受到这类磁活动影响。罗伯逊等研究人员使用欧洲南方天文台的HARPS光谱仪和美国凯克天文台的HIRES光谱仪，经分析后认为那些被认为属于581g和581d的“活动”信号实际上是红矮星格利泽581的强烈局部磁活动，类似太阳黑子。
是否向格利泽581d发送信号的争议
格利泽581d星球的文明生命和生物没有确切资料之前是否向它继续发射信号，在地球生物向另一个星球发射信号之前，会不会等于自杀行为？
我们来大致分析格利泽581d的基本情况，这个比地球大三倍的星球如果存在生命，那么生命的基本形态将会是地球生物的三分之一，在自然环境、生物特征和科技都没有了解到的情况下，向格利泽581d发射信号很可能等于人类的自杀行为。
在格利泽581星系中的时间我们没有掌握，如果贸然暴露行踪，引来未知的星际外交，人类又怎样来保证自己的安全，人类的自大早晚会招来厄运降临。 2015年3月6日，科学家确认“格利泽581d”行星大小约为地球的3倍，是人类在太阳系之外发现的第一个位于宜居带中的行星，被称为“超级地球”。它距离地球22光年，在浩瀚的宇宙中算得上是“邻居”。“格利泽581d”围绕“格利泽581”公转，并且位于后者的宜居带中，是人类潜在的太空移民选择，人称“超级地球”。在更加准确的研究方法的帮助下，英国学者们表示，已经确认“格利泽581d”的确存在。格利泽581d’存在（与否）事关重大，因为这是科学家首次在另一个恒星的宜居带中发现类似地球的行星。
