За столкновением с Луной следили несколько десятков профессиональных астрономических обсерваторий, главными из которых стали телескопы имени Кека диаметром 10 м и 4−метровый инфракрасный прибор IRTF на Гавайях, а также многозеркальный телескоп MMT, установленный над аризонской пустыней. На Гавайях условия для наблюдений вообще идеальны — именно под расположение лучшей островной обсерватории мира и подстраивали дату запуска LCROSS.
Непосредственно в окрестностях Луны за столкновением Centaur и LCROSS с небесным телом проследил лунный орбитальный разведчик LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), в паре с которым LCROSS и стартовал с Земли три с лишним месяца назад. С околоземной орбиты за событием наблюдали Космический телескоп имени Хаббла и несколько других спутников.
В России увидеть падение можно было лишь на Дальнем Востоке, и то — очень низко над горизонтом.