Ett team av astronomer från Japan, USA och Australien observerade spädbarnsgalaxen, känd som GN-z11, med Subaru-teleskopet på Mauna Kea.
Forskare tror att universum skapades i Big Bang, för cirka 13,8 miljarder år sedan, och att galaxer långsamt smälte samman under miljarder år.
Om fynden på GN-z11 bekräftas, skulle det tyda på att denna galax bildades bara 400 miljoner år efter Big Bang.
Astronomerna rapporterade sin upptäckt i en tidning som släpptes på onsdagen i tidskriften Nature.
"GN-z11 erbjuder en direkt inblick i de första miljarderna av kosmisk historia, en era som hittills i stort sett har varit outforskad", säger Pascal Oesch från universitetet i Genève i Schweiz, huvudförfattaren till studien.
Detekteringen av GN-z11 möjliggjordes av Subaru-teleskopets Hyper Suprime-Cam (HSC), som fångar extremt högupplösta bilder.
Teamet bekräftade sedan sitt fynd genom att använda Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i Chile, som sonderar ljus från kall interstellär gas.
Trots spänningen kring upptäckten sa författarna att fler observationer och analyser skulle behövas för att bekräfta GN-z11 som en äkta galax med hög rödförskjutning.
