Fue observado por primera vez el 27 de noviembre de 1869 por Wilhelm Tempel desde su domicilio en Marsella, Francia.^{[nota 1]}​ El 11 de octubre de 1880 fue de nuevo observado por Lewis Swift desde el Observatorio Warner, Rochester, Estados Unidos, e identificados ese año como el mismo cometa siéndole calculado un periodo orbital de 5'5 años.^[2]​ La órbita del cometa hacía que sus condiciones de visibilidad fuesen favorables o desfavorables, en este caso al encontrarse el cometa al otro lado del Sol, en perihelios alternos. Así pues, el cometa tuvo condiciones de visibilidad favorables en 1869, 1880 y 1891, y malas en 1875, 1886 y 1897, de ahí que el paso por el perihelio en 1875 entre su primer descubrimiento y el segundo, no pudiese ser observado.^[3]​

Sin embargo, las perturbaciones gravitatorias ejercidas por Júpiter sobre el cometa, hicieron que su periodo orbital aumentara en 48 días en la órbita entre 1897 y 1902. Esto hizo que pudiese ser de nuevo observado en 1902 y 1908, su último avistamiento en casi un siglo. Las perturbaciones de Júpiter se preveían más acusadas todavía para la órbita entre 1909-1914 debido a que la elongación entre Júpiter y el cometa en el afelio sería de 0° en 1911.^[4]​ Se estima que este encuentro alargó el periodo orbital hasta los 5 años y 10 meses en el paso por el perihelio de 1914 y hasta los casi 6 años para 1932.^[5]​

A pesar del gran número de predicciones de retorno del cometa, no fue recuperado de nuevo hasta el 7 de diciembre de 2001, cuando el proyecto de búsqueda sistemática LINEAR descubrió un cometa que fue denominado provisionalmente P/2001 X3.^[6]​ El 20 de diciembre fue confirmada su identificación con el cometa Tempel Swift, pasando a denominarse 11P/Tempel-Swift-LINEAR.^[7]​