Jeśli gwiazda soczewkująca posiada planetę, to grawitacja tej planety może w wykrywalny sposób zaburzyć efekt soczewkowania. Zdarza się to jednak tylko przy bardzo szczególnym ułożeniu planety, co oznacza, że wykrywanie planet tą metodą wymaga ciągłego monitorowania dużego obszaru nieba. Metoda ta działa najlepiej przy obserwowaniu gwiazd znajdujących się między Ziemią a centrum galaktyki, gdyż wtedy tło zawiera najwięcej gwiazd.
Poszukiwanie planet tym sposobem zaproponowali w 1991 Shude Mao i Bohdan Paczyński z Uniwersytetu w Princeton. Pierwsze planety udało się wykryć w 2002 w ramach polskiego projektu astronomicznego OGLE. Spośród wielu wykrytych w ten sposób sygnałów, do tej pory 13 zostało potwierdzonych jako planety. Do 2006 była to jedyna metoda pozwalająca wykryć planety podobne do Ziemi krążące wokół gwiazd w ciągu głównymDiscovery of a cool planet of 5.5 Earth masses through gravitational microlensing Nature..