在1917年，
希伯·柯蒂斯观测到M31内的一颗新星，搜寻照相的记录又找到了11颗。柯蒂斯注意到这些新星的平均光度约为10等，远低於发生在银河系内的
星等。这一结果使估计的距离提高至500,000
光年，也是他成为岛宇宙假说的
拥护者。此一假说认为
螺旋星云也是独立的星系。
在1920年，发生了哈洛·夏普利和
希伯·柯蒂斯之间的大辩论，就
银河系、
螺旋星云、和
宇宙的尺度进行辩论。为了支持他所声称的M31是外在的星系，柯蒂斯提出我们自己的银河系也有尘埃云造成类似的黑色小道，并且有明显的
多普勒位移。
1925年，当
哈柏第一次在星系的照片上辨认出了银河系外的
造父变星之後，辩论便平息了。这些使用2.5公尺(100 英吋.)反射镜拍摄的照片，使M31的距离得以被确认。他的测量决定性的证实这些恒星和气体不在我们的银河系之内，而整体都是离我们银河系有极大距离的一个星系。[12]
这个星系在星系的研究中扮演著一个重要的角色，因为它虽然不是最近的星系，却是距离最近的一个巨大
螺旋星系。在1943年，
沃尔特·巴德是第一位将
仙女座星系核心区域的恒星解析出来的人，基於他对这个星系的观测，他分辨出两种不同星族的恒星，他称呼在星系盤中年轻的、高速运动的恒星为第一星族，在核球年老的、偏红色的是第二星族，这个命名的原则随後也被引用在我们的
银河系内，以及其他的各种场合。（恒星分为二个星族的现象
欧特在此之前就注意到了。）[13]巴德博士也发现
造父变星有两种不同的型态，使得对M31的距离估计又增加了一倍，也对其馀的宇宙产生影响。
仙女座星系的第一张无线电图是在1950年代由约翰·鲍德温和剑桥无线电天文小组合作共同完成的。在2C无线电天文目录上，仙女座星系的核心被编目为2C 56。
仙女座星系以大约每秒300公里（180 英里/秒）的速度靠近
太阳，所以它是少数
蓝移的星系之一。将
太阳系在银河内的速度考量进去，将会发现仙女座星系以100～140公里/秒(62–87 英里/秒)的速度接近我们的银河系。[14]即使如此，这并不意味著未来会和银河系发生
碰撞，因为我们并不知道仙女座星系的横向速度。即使会发生碰撞，也是30亿（10）年後的事情。在这种情况下，两个星系会合并成一个更巨大的星系。[15]在
星系群中这种事件是经常发生的。
在1953年发现有一种光度较暗的
造父变星，使
仙女座大星系的距离增加了一倍。在1990年代，使用
依巴谷卫星利用标准的红巨星和红丛集测量的距离，为造父变星测量的距离校准[16][17]。