Am Observatorium von Turku war sie bald in die Programme zur Suche nach Kleinplaneten eingebunden. 1938, im Alter von 23 Jahren, verfasste sie ihre Diplomarbeit über dieses Thema. Liisi Oterma entdeckte 54 Kleinplaneten und drei Kometen.
Entdeckerin des Kometen 39/P Oterma
1943 identifizierte sie auf Himmelsfotos einen Kometen, der zunächst auf einer stark elliptischen Bahn alle acht Jahre um die Sonne zog. Später geriet Komet 39/P Oterma durch eine enge Begegnung mit dem Planeten Jupiter auf eine fast kreisförmige Bahn, auf der er rund 20 Jahre für einen Umlauf braucht.
Erste Doktorin der Astronomie in Finnland
1955 wurde Liisi Oterma die erste Doktorin der Astronomie in Finnland – mit einer Arbeit über Teleskopoptik. Sie baute etliche exzellente Fernrohre und Zubehörteile für Sternwarten in Finnland und im Ausland.
Später wurde sie Professorin und als Nachfolgerin ihres Lehrers Yrjö Väisälä Direktorin am Observatorium von Turku. Liisi Oterma war äußerst sprachbegabt und galt als sehr bescheiden und zurückhaltend.
Anders Reiz von der Sternwarte Kopenhagen sagte über sie, sie sei in elf Sprachen still. 2001 ist die große finnische Astronomin im Alter von 86 Jahren gestorben. Der Asteroid (1529) trägt den Namen Oterma.