19世纪晚期，随着对疾病的不断深入了解，研究人员也积极探索各种疗法，杀死微生物或抑制微生物的生长。但事实证明，研究前景一片黯淡，直到1928年弗莱明（Alexander Fleming）意外地发现了青霉素。弗莱明把实验中用到的葡萄球菌培养器放在实验台上，就去休假了，而就在他休假期间葡萄球菌污染了点青霉菌。两周后，他休假归来发现，培养器中，在黄绿色霉菌的周围，有一小圈明显的空白区域。葡萄球菌能在整个培养器中生长，只有在被青霉菌污染的那点区域，葡萄球菌无法生长，因此弗莱明推断，青霉素能抑制细菌的生长。

经过11年的努力，由生物化学家Ernst Chain和 Howard Florey所指导的牛津大学研究小组成功地分离并净化了青霉素。1940年，二人在发表于《柳叶刀》(Lancet )杂志的一片论文中声明，青霉素能够治愈被注射了致命剂量的链球菌的老鼠。很快，开始在患者身上开展初步测试。1943年，Florey在发表于《柳叶刀》杂志的一篇文章中描述说，青霉素在治疗北非受伤士兵的过程中取得了难以置信的成功。二战期间，战争大大限制了青霉素在欧洲的生产，但是截至诺曼底登陆日，即1943年6月6日，美国制药公司生产了大量的青霉素，足够治疗所有受伤的英美士兵。青霉素很快成为治疗肺炎、白喉、梅毒、淋病、猩红热以及其他多种传染病的主要药物。由于“发现了青霉素及其对各种传染病的疗效”，弗莱明、 Chain和 Florey在1945年获得了诺贝尔医学奖。