1969年9月，使用位于哈萨克斯坦阿拉木图天体物理研究所的50厘米望远镜所拍摄的照相底片，天文学家克林姆·丘留莫夫（Klim Churyumov）和斯维特拉娜·格拉西缅科（Svetlana Gerasimenko）发现了这颗彗星。实际上，是丘留莫夫在格拉西缅科拍摄一颗已知彗星的底片上偶然发现的。
丘留莫夫-格拉西缅科彗星属于木星族彗星。天文学家认为这些天体起源于海王星之外的大型冰质天体带——被称为柯伊伯带。在那里所发生的碰撞会产生较小的碎块，而海王星的引力则会把它们中的一些送入内太阳系。最终，木星的强大引力会将它们俘获进入短周期轨道。尽管过程曲折跌宕，但木星族彗星的内部很可能保留有太阳系诞生时的原始材料。
对丘留莫夫-格拉西缅科彗星路径的计算显示，它曾经和木星发生过数次交会。上次交会出现在1959年2月4日，当时两者距离只有780万千米，从而改变了丘留莫夫-格拉西缅科彗星的轨道，将其近日点距离削减了一半以上，到了约1.86亿千米，进入罗塞塔可探测到的范围，所以被欧洲空间局的科学家们选中。
