ก่อนการค้นพบเพนิซิลิน

ช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 เฟลมมิงเห็นทหารจำนวนมากเสียชีวิตจากภาวะพิษเหตุติดเชื้อ เฟลมมิงพยายามช่วยรักษาแผลโดยใช้ยาฆ่าเชื้อโรค แต่ยาฆ่าเชื้อโรคกลับทำให้แผลบาดเจ็บเหล่านั้นมีสภาพแย่ลง ในบทความที่เขาได้ส่งไปยังวารสารทางการแพทย์ แลนด์เซทในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 เฟลมมิงได้กล่าวถึงการทดลองอันชาญฉลาดซึ่งสามารถอธิบายเหตุผลที่ยาฆ่าเชื้อเหล่านั้นใช้ไม่ได้ผลและทำให้แผลเหล่านั้นมีอาการแย่ลง เขาอธิบายว่ายาฆ่าเชื้อใช้ได้ผลดีเฉพาะระดับผิวหนัง แต่สำหรับแผลลึกยาฆ่าเชื้อจะเข้าไปทำลายแบคทีเรียที่มีประโยชน์ เซอร์ อาร์มร็อท ไรท์ ได้สนับสนุนการค้นพบครั้งนี้เป็นอย่างมาก แต่แพทย์ทหารก็ยังคงใช้ยาฆ่าเชื้อตัวเดิมในการรักษาแม้ว่าจะทำให้บาดแผลแย่ลงก็ตาม เมื่อกลับมาที่โรงพยาบาลเซนต์แมรี่ ได้กลับมาค้นคว้าเพิ่มเติมเกี่ยวกับสารต้านแบคทีเรีย และได้ค้นพบไลโซไซม์ ซึ่งเป็นสารยับยั้งการเติบโตของแบคทีเรียในสารคัดหลั่งจากจมูก

การค้นพบเพนิซิลิน

ในปี 1927 เฟลมมิงได้ทำการศึกษาคุณสมบัติของ Staphylococcus ในขณะนั้นเขาได้รับการยอมรับว่าเป็นนักวิจัยที่ชาญฉลาด แต่ห้องแล็ปของเค้ามีสภาพที่ไม่เป็นระเบียบเรียบร้อย ในวันที่ 3 กันยายน 1928 เฟลมมิงกลับมายังห้องแล็ปของเขาหลังจากลาพักร้อนกับครอบครัวในเดือนสิงหาคม ก่อนนั้นเขาได้วางถาดเพาะเลี้ยงเชื้อไว้บนม้านั่งที่มุมห้อง เมื่อกลับมาเขาได้พบว่ามีถาดเพาะเชื้ออันหนึ่งเกิดการปนเปื้อนด้วยเชื้อรา และในบริเวณที่เชื้อราเกิดขึ้นนั้นแบคทีเรียถูกทำลายไป เขาได้นำถาดเพาะเชื้อชิ้นนั้นไปเพาะเลี้ยงต่อ แล้วพบว่าเชื้อรานั้นได้ฆ่าแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคหลายชนิด ในวันที่ 7 มีนาคม 1929 เขาได้ตั้งชื่อสารนั้นว่าเพนนิซิลิน