Karl Hermann von Struve studierte zunächst in Dorpat, dem heutigen Tartu in Estland, Mathematik und Astronomie. 1874, im Alter von 20 Jahren, nahm er an der russischen Expedition zur Beobachtung des Venus-Transits in Posyet südlich von Wladiwostok teil.
Nach einigen Jahren in Paris, Berlin und Graz wurde er 1883 Adjunkt-Astronom in Pulkowo. Dort beschäftigte er sich vor allem mit den acht größten Monden Saturns.
Das Saturnsystem wurde das große Forschungsthema seines Lebens. Er bestimmte im Laufe der Jahrzehnte die Mondbahnen so genau, dass seine Bahntheorie gut 100 Jahre das Maß aller Dinge war.
Auf der Spur des Kleinplaneten Eros
1895 wurde er Direktor der Sternwarte Königsberg, sorgte für die Anschaffung eines großen Fernrohrs und setzte seine Beobachtungen der Monde fort. Außerdem vermaß er den Lauf des Kleinplaneten Eros. Aus diesen Daten ließ sich der Abstand Erde-Sonne berechnen.
Mit 50 Jahren wurde Karl Hermann von Struve 1904 Direktor der Berliner Sternwarte. Er überwand alle Hürden, um das Observatorium 1913 aus dem unruhigen und zu hellen Kreuzberg in den Park von Babelsberg zu verlegen. Dort ist es heute noch.
1920 ist Karl Hermann von Struve im Alter von 65 Jahren gestorben.