La distance de Hubble de M51 est égale à 9,34 ± 0,68 Mpc (∼30,5 millions d'al).
Avec ce que l'on sait aujourd'hui, cette structure spirale prononcée est le résultat de la rencontre en cours de M51 avec sa voisine, NGC5195 (la plus faible dans la description de Messier). Du fait de cette interaction la masse de gaz a été perturbée et comprimée dans certaines régions, avec pour conséquence la formation de nouvelles étoiles. Comme il est courant dans les collisions de galaxies, la structure spirale se développe de préférence dans la galaxie la plus massive.
On pense que la structure spirale bien définie de la galaxie du Tourbillon provient de l'interaction étroite entre elle et la galaxie voisine NGC 5195. Cette dernière pourrait avoir traversé le disque de M51 il y a environ 500 à 600 millions d'années. Selon le scénario proposé, NGC 5195 aurait pénétré le disque de M51 de l'arrière vers nous et elle aurait même effectué un autre croisement entre 50 et 100 millions d'années jusqu'à sa position présente, soit légèrement à l'arrière de M51.