Nowe badania pokazują, że mgławica mogła być znana już przed 1610. M42 była pierwszym obiektem zaobserwowanym w 1774 przez Williama Herschela przy użyciu jego własnej konstrukcji teleskopu. Gazowe właściwości Wielkiej Mgławicy Oriona odkrył w 1865 przy pomocy spektroskopii William Huggins. 30 września 1880 M42 stała się pierwszą sfotografowaną mgławicą, dokonał tego Henry Draper.

W 1902 dwaj astronomowie, Vogel i Eberhard, odkryli, że poszczególne elementy mgławicy poruszają się z różnymi prędkościami. W 1917 potwierdzili to Campbell i Moore.

W roku 1931 Robert Trumpler zauważył, że gwiazdy w obrębie Trapezu tworzą gromadę. Zaproponował też dla niej nazwę. Na podstawie ich jasności i typów widmowych ustalił, że znajdują się około 1,8 tys. lat świetlnych od Ziemi. Była to wartość trzykrotnie wyższa od ówcześnie powszechnie przyjmowanej, jednak zdecydowanie bliższa dzisiejszym pomiarom.