日食与月食都是有严格规律可以推算的，所以可以为确定懿王元年的具体年代提供依据。但当时史学家与天文学家提出了六七种结果，争论仍然无法取得一致的结论。断代工程“天再旦专题组”首先从理论上分析了推导出“天再旦”现象的计算方法，确定了新的西周段的月行修正常数m后，再利用发生于1997年3月9日食的良机，在算出也可能发生“天再旦”的新疆北部地区组织了实际的验证，在广大天文爱好者的大力协助下，后来专题组收到了来自乌鲁木齐、石河子、塔城、阿勒泰、富蕴等18个地方的35份报告。完全证实了专题组的理论计算。如在阿勒泰的市区内，因它东边有一座高山，完全看不到日食的过程，但在日食发生时，本已大亮的天空突然变得漆黑一团，本已隐没了的星星又重新在空中闪烁，几分钟后天再重新光亮起来……专题组再搜索了从前1000年～前840年间，所有日食所能形成“天再旦”的区域，而其中只有发生于前899年4月21日的那次日食才能造成与史书相符的奇观，这个结论也得到了史学方面其他证据的支持，于是为断代工程接纳。由于懿王元年为前899年的确定，加上出土金文中四要素俱全的历日资料和西周王记录，西周列王的年代也由此得到了一一确认。
第三个验证是由五次月食，确定了商王武丁在位的确切年代。在《尚书•无逸》中明确记载商王武丁执政长达59年之久，但其具体的始末究竟是哪一时段却历来众说纷纭，20世纪40年代以来，几十位学者得到的结论竟多达44种。这次断代工程专题组通过深入的研究，得到了确切的结论：武丁在位的年代是从前1250年到前1192年。
第四项是否定了过去的一个谬传：1945年刘朝阳在《甲骨文之日珥观测记录》中认为卜辞中的“乙卯允明瞿，三舀食日，大星”中的“三舀”应理解为“三焰”，并进而以为这是日全食时所见到的日面边缘的火焰——日珥。他认为古人以为此火是日食之因，故有“三舀食日”之辞。1953年刘还进一步论证，这是公元前1302年6月5日发生于安阳地区的日食。当时在日面附近见到的“大星”应是水星。刘朝阳的这些考证曾获得了三项“世界之最”：最早的日食记录、最早的日珥记录及最早的日食与水星并见的记录。这次断代工程通过严格的论证，却完全否定了刘朝阳的结论。对此卜辞中的“食日”，实际上是表示从天明到午饭前的一个时段单位，而并不是日食，“大星”是指天气“大晴”，而再据那卜辞的上下文，正确的含意是：第一天有人问明月（乙卯）的天气，武丁根据占卜的情况说，不要陈放祭品，因为天要下雨。第二天（乙卯）早上果真是阴天，停止陈放祭品。到了下午，天气大睛。由此可见，它与天文现象根本风马牛不相干。
有十余位天文史家参加了夏商周断代工程的研究，其中席泽宗为首席科学家，起到了组织领导作用。陈久金为天文组组长。陈久金具体主持了西周金文历谱的研究工作，为推定西周诸文奠定了坚实的基础；徐风先开创了殷末王祀的研究工作}张培瑜、江晓原承担了武王伐纣之年的研究重担；刘次沅主持了天再旦的研究工作。共同协作，完成了断代工程中与天文有关的研究项目。
