白矮星属于演化到晚年期的恒星，恒星在演化后期，抛射出大量的物质，经过大量的质量损失后，如果剩下的核的质量小于1.44个太阳质量，这颗恒星便可能演化成为白矮星。对白矮星的形成也有人认为，白矮星的前身可能是行星状星云（是宇宙中由高温气体、少量尘埃等组成的环状或圆盘状的物质），它的中心通常都有一个温度很高的恒星──中心星，它的核能源已经基本耗尽，整个星体开始慢慢冷却、晶化，直至最后“死亡”。
电子简并压与白矮星强大的重力平衡，维持着白矮星的稳定。当白矮星质量进一步增大，电子简并压就有可能抵抗不住自身的引力收缩，白矮星还会坍缩成密度更高的天体：中子星或黑洞。对单星系统而言，由于没有热核反应来提供能量，白矮星在发出光热的同时，也以同样的速度冷却着。经过数千亿年的漫长岁月，年老的白矮星将渐渐停止辐射而死去。它的躯体变成一个比钻石还硬的巨大晶体——黑矮星。而对于多星系统，白矮星的演化过程则有可能被改变（例如双星）。
第一颗被发现的白矮星是三合星的波江座40，它的成员是主序星的波江座40A，和在一段距离外组成联星的白矮星波江座40B和主序星的波江座40C。波江座40B和波江座40C这一对联星是威廉·赫歇尔在1783年1月31日发现的，它在1825年再度被FriedrichGeorgWilhelmStruve观测，1851年被OttoWilhelmvonStruve观测。
在1910年，亨利·诺瑞斯·罗素、爱德华·皮克林和威廉·佛莱明发现他有一颗黯淡不起眼的伴星，而波江座40B的光谱类型是A型或是白色。
1892年，AlvanGrahamClark发现了天狼星的伴星。根据对恒星数据的分析，这个伴星的质量约一个太阳质量，表面温度大约25000K，但是其光度大约是天狼星的万分之一，所以根据光度和表面积的关系，推断出其大小与地球相当。这样的密度是地球上的物质达不到的。1917年，AdriaanVanMaanen发现了目前已知离太阳最近的白矮星VanMaanen星。
1917年，范·马南发现了一颗孤独的白矮星，被称为范马南星。这三颗白矮星，最早发现的，是所谓的经典的白矮星。终于，有许多的黯淡的白色恒星被发现，它们都有高自行，表示都是紧邻地球的低光度天体，因此都是白矮星。威廉·鲁伊登在1922年要说明这种天体时，似乎是第一个使用白矮星这个名词的人，稍后这个名词经亚瑟·爱丁顿而通俗化了。
在二十世纪初由MaxPlanck等人发展出量子理论之后，RalphH.Fowler于1926年建立了一个基于费米-狄拉克统计的解释白矮星的密度的理论。
1930年，苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡（印度）发现了白矮星的质量上限（钱德拉塞卡极限），并因此获得1983年的诺贝尔物理学奖。
尽管有各种的怀疑，第一颗非经典的白矮星大约直到1930年代才被辨认出来。在1939年已经发现了18颗白矮星，在1940年代，鲁伊登和其他人继续研究白矮星，到1950年发现已经超过一百颗的白矮星，到了1999年，这个数目已经超过2000颗之后的史隆数位巡天发现的白矮星就超过9000颗，而绝大多数都是新发现的。[8]
2014年4月，天文学家在浩瀚的宇宙之中发现了一颗已有110亿年寿命的白矮星，它的温度之低已经使构成它的碳结晶化，成为了一颗“钻石星球”。此次发现的白矮星距离地球约900光年，在水瓶座的方向。据估计，这颗白矮星与地球大小相仿，已有110亿年的寿命，约与银河的寿命相当。它是人类迄今为止发现的温度最