从此，每星期总有好几次，酿酒厂工人可以看见一个戴着夹鼻眼镜，穿着白色羊毛护身大褂的先生出入于他们的车间。他十分细心地了解从原料洗涤机开始，经过切割机切制，最后将甜汁（葡萄汁或甜菜汁）送入神秘的发酵罐中进行发酵的酿酒全过程。他一会儿走到这儿，一会跑到那边，不时地抽取酒样，然后把酒样倒进几只贴着标签的小瓶里，再把这些小瓶交给小比戈（老板的儿子）。
工人们看见巴斯德先生伫立在酿酒器和供给管旁，聚精会神地察看着。由于酿酒过程中酵母的作用，水蒸气和酒蒸气在这里分离。正是在这一阶段，可能发生意外事故：冷却后，人们得到的往往不是酒精，而是一种带酸味的浅灰色的无法饮用的浑浊液体……
了解了酿酒的全过程，巴斯德先生便一头扎进实验室里去了。他用显微镜观察各种过程中的酒，特别是把变酸浑浊的酒和未变酸的酒进行反复的比较，最终发现了问题的关健。
巴斯德发现，当发酵正常时，酵母菌是圆的小球体；酒变质时，小球体消失了，出现了一些杆状体。巴斯德把这种导致酒变酸的细菌叫做乳酸杆菌，并断定酒变酸是乳酸杆菌污染的结果。
症结找到了，巴斯德还发明了加热灭菌法。巴斯德告诉比戈和酒厂老板们，必须对刚酿好的酒缓缓加热到55℃以杀死酒中的乳酸杆菌，然后塞紧瓶塞，保证酒不再变质发酸。“巴斯德消毒法”使比戈及里尔的酿酒厂消灭了“意外事故”，杜绝了酒质变酸的事故。
这些历史性的发现，不仅仅给生物学开辟了一个新纪元，同时也给医学开拓了一个新天地。
在解决了酒变酸之后，巴斯德又应蚕农们的要求解决了养蚕业的蚕病问题。这时的巴斯德已经成为一位闻名遐迩的大化学家。他由酒变酸和蚕病都是微生物所致联想到，威胁着千百万人生命的狂犬病、斑疹伤寒、霍乱、黄热病以及禽畜的瘟疫等，可能也是细菌等微生物作祟的结果。巴斯德要证实这一点，于是又有了新的研究目标。然而，真正促使他走上治疾病的动因，是他终生难忘的那两件事情，改变了巴斯德的生活道路。
在阿莱斯治疗蚕病的某一天夜里，一个农民的人敲响他家的门。正打算就寝的巴斯德在砖石铺地的前厅接待了他：“我的女儿病了，病得很重。巴斯德先生，您能不能去看她一下？”
“可我并不是医生啊！”
“等我去城里请到医生，我的女儿大约要死了，她喘得病的蚕得厉害……”
“先生，我没有权力给您的孩子治病，因为我只是一名化学家。”
“您不是治好了我们的病蚕吗？”
由于巴斯德治好了法国南部加尔省的蚕病，在蚕病重灾区阿莱斯，巴斯德已成为一位传奇式人物，人们把他看作是一个高明的医师，一位像魔术师一样的能人。
虽然打发走了农民，但他的话却一直萦绕在巴斯德的耳畔。
“您不是治好了病蚕吗？”
葡萄种植者作的论断并不完全对。他没治好蚕病，至多不过指出防止蚕生病的方法罢了。然而，难道不能由此看到更广阔的前景吗？难道不能通过消灭致病细菌、微生物来制止传染病吗？他仿佛听到了那个女孩子的呻吟声。
巴斯德想，首先要发现这些导致人生病的致病菌，然后再让人类远离它们。怎样才能使致病菌远离人类呢？这个问题长期困扰着巴斯德。
当致病菌还没有远离人类的时候，战争却向人们推进了。
1870年，普鲁士同法国的战争已经将战线推进到巴黎附近。法国北部城市色当沦陷后，法军全线溃退，连法国皇帝拿破仑三世都做了俘虏。战争期间，最凄惨的工作就是救护那些伤员。在塞纳河上，驶过一艘艘长长的轻便帆船，船尾上悬挂着红十字标志的都成了医院。
在巴黎的圣蒙特罗医院，巴斯德看到了上百个伤员等待求治。在外科手术室里，十几个外科大夫组成的手术小组在给伤员做截肢和扩创手术。
在乙醚的麻醉作用下，一切手术都在安静的环境中进行，听不到病人的叫喊声。然而，巴斯德却通过他的显微镜看见了，病菌造成的感染正从一个病床蔓延到另一个病床，从一个伤口传染到另一个伤口。细菌在大量繁殖，使伤口不断化脓发臭，形成坏疽。不到24小时，大部分手术病人几乎都被医院手术的通病——败血症夺走了生命。
当时，医院手术人员还没有无菌操作的概念，就连著名的医生都相信细菌的自生说。他们认为“病菌”是在化脓的伤口内自生的：细菌不是引起疾病的原因，而是疾病造成的产物。医生的任务是截去化脓的肢体，根本注意不到手术过程中细菌感染。成千上万的伤员因此而丧生。
巴斯德再也坐不住，他不愿意只作一个显赫的化学家了，他要成为一名医生。他曾经写道：“看来，我非得同时研究化学和医学两种专业不可了！”
细菌到底是生物体内自生的，还是外界传染的，这一问题是研究的关键。如果是自生的话，那么医生不需要无菌操作是允许的；如果不是自生而是传染的话，那么任何涉及人体的操作都必须设法灭菌。
巴斯德时代，没有人怀疑细菌自生的理论。可是巴斯德的研究表明，从来没有表明任何一个细菌是自生的。巴斯德通过实验，制造细菌的隔离环境，就不会发生腐烂现象。
巴斯德用几只颈部细长、容易封口的圆底烧瓶，其中盛上极易变质的液体：啤酒酵母液。然后，用沸煮法消毒，杀死可能含有的一切细菌。当液体沸腾时，他封闭了瓶口，造成了一个绝对纯净的无菌区。只要瓶口封着，能在几个月甚至几年内，长时间地保持不变。倘若打开瓶口，让载有细菌的空气进入瓶内，几小时后，就可以看到液体变质。显微镜显示出，在变质的液体内，细菌确实在大量增殖。他用无可辩驳的事实，证实了自己的观点。
医学界逐渐接受了巴斯德的科学观点，不再重复使用脏纱布，手术刀使用时也用火烧一下。最后演变成成套的消毒除菌技术，挽救了无数的伤病员。
巴斯德从事医学研究后不久，就把精力集中到发现各种致病菌的实验研究上了。1878年夏天，巴斯德确定恶性炭疽病的致病菌为炭疽菌（一种杆状细菌）。不久，又发现致病种类繁多的葡萄粒子菌，它可以引起痈、瘭疽、疗疖、咽喉炎和各种脓疮，它又是世界上散布最广、危害范围最大的细菌之一。
巴斯德并不是提出疾病细菌学说的第一个人，类似的假说以前曾经由吉罗拉摩·费拉卡斯托罗、弗里德里克·亨利及其他人提出过。但是巴斯德通过大量的实验和论证有力地支持了细菌学说，这种支持是使科学界相信该学说正确的主要因素。
如果疾病是由细菌引起的，那么通过防止有害细菌进入人体就可以避免疾病，这看来是合乎逻辑的。因此巴斯德强调防菌方法对内科临床的重要性，他对把防菌方法引入外科临床的约瑟夫·李斯特有着重大的影响。
巴斯德在研究禽类霍乱的病理实验过程中，还发现了动物的接种免疫能力，后来又扩展到畜类的炭疽病免疫方面。巴斯德的研究促进了各国科学家对致病菌的研究。
挪威科学家汉森发现分离出麻风杆菌；德国科学家科尔伯发现了白喉菌；巴斯德的学生用血清提取的菌苗变异物治愈了白喉；德国医生分离出结核杆菌；巴斯德的另一个学生发现了卡介苗，进而永远终止了结核病的流行。
1885年巴斯德发现了欧洲人谈虎色变的虎列拉病原菌——霍乱螺旋菌，为最终根治霍乱立下了汗马功劳。
在制服炭疽病之后，巴斯德又开始向狂犬病这种危害人畜的疾病开战了。事后，巴斯德回忆他一生研究时，说：“我的研究工作并不像某些人想象的那样，是根据某一个一成不变的计划，而是偶然机会造成的：里尔大学的学生，向我谈起他父亲对酿酒的忧虑，促使我研究了酒精发酵……拿破仑三世的命令，又使我承担了抢救桑蚕的任务，现在人家又给我两条疯狗，我就只好研究狂犬病了。”
原来，一个叫布埃尔的军队老兽医，送给巴斯德两条疯狗，希望他研究为什么疯狗咬人会造成人的死亡。
巴斯德知道，它的病源很可能是一种细菌，这种细菌生存在狗的唾液里，从感染细菌到最初病状的出现，这段潜伏期很长。巴斯德将疯狗的唾液注射进几只实验用的兔子体内，后来又用疯狗血液重复上述实验，但结果并不理想，一向十分显灵的显微镜不管用了。后来人们才知道，狂犬病是一种比细菌还很微小的病毒造成的。当时巴斯德用的显微镜还分辨不了这些病毒。
尽管实验研究经历了千辛万苦，最终巴斯德还是证实了，狂犬病毒不仅存在于唾液里，大脑内含有量更高。虽然，巴斯德还无法分离出狂犬病毒，但是他仍然坚持要制成抗狂犬病的疫苗。
经过3个月反复不断地实验，巴斯德在法国巴黎科学院宣布：继虎列拉和炭疽病之后，狂犬病也有了它的疫苗。
1885年7月6日，9岁的梅斯特来到巴斯德的住所，这个孩子被疯狗咬伤手、足、肩和大腿十多处。别的医生诊断后都宣布这孩子无望活命了。巴斯德用他发现的方法给他接种了疫苗，最后小梅斯特在巴斯德的治疗下复原了。巴斯德的第二个病人，也同样得到了成功的注射狂犬病疫苗治疗。初步的成功，轰动了整个欧洲，人们纷纷把病人送到巴斯德这里，他是世界上惟一能把从狂犬病中挽救出来的人。
1886年10月截止，已经治疗了大约2500人，巴斯德估计失败的几率是1/170。到1935年为止，约有51057人被疯狗咬后在巴黎巴斯德研究院进行了接种，死亡率约为0.29%。
人类再也不用害怕狂犬病了。
巴斯德在致病原因及抗病疫苗的研究上，取得了巨大成就，成为现代细菌病理学的伟大奠基人。1888年，法国为了表彰巴斯德的杰出贡献成立了巴斯德研究院。不幸的是，当时巴斯德的身体已经十分虚弱以致不能亲自在研究院成立典礼上讲话，巴斯德只发表了书面讲话。他说：“当今，似乎人类社会有两条相反的规律正在激烈地相互搏斗。一条是流血与死亡的规律，它总是设想着破坏性的手段并迫使各民族陷入水深火热的灾难；另一条是和平、工作和健康，它则总在发展新方法并把人类从围困着它的灾难中解救出来。”
为了这第二条规律，巴斯德贡献了他毕生的才华和整个生命。
巴斯德伟大的身躯倒下以后，科学家科赫、艾尔利希、弗莱明、多马克等人前仆后继地向危害人类生命的疾病冲击。人类的健康状况日益改善，人口平均寿命日益见长，这与巴斯德的贡献是分不开的。现在人们仍在缅怀他，他的名字永垂史册。
在地球上微生物已经存在了30多亿年，而人类在数百万年前出现。人类一直和微生物有着密切关系，不过人类一开始并不清楚一直和微生物生死共处。他们不知道许多疾病是微生物引起的，也不知道发面、果酒和啤酒酿造、牛奶和奶制品的发酵等是那些看不见的小生命做出的贡献。不过，从现存的古代著作中我们看到，还是有一些人曾经觉察到是某种有生命的物质在起作用。例如在17世纪初的禽流感病毒。
我国清代，有位名叫吴有性的医生曾在他的著作《瘟疫论》中认为传染病是“乃天地间别有一种异气所感”。并且指出“气即是物，物即是气”。在没有发现微生物之前，能够这样肯定地预见有某种实体是传染病的病原体，真是难能可贵。
自人类出现之初，就开始了对动植物的探索，可是，对数量庞大、分布广泛并始终包围在人体内外的微生物，人类却长期缺乏认识，其主要原因就是因为它们的个体微小、型体外观不显、种间杂居混生以及形态与其作用的后果很难被人们认识。但人类与微生物打交道的历史却很悠久，且从未间断过，其间有辛酸和痛苦，也有获益和欢乐。例如，鼠疫（黑死病）、天花、麻风、梅毒和肺结核（白疫）的大流行曾夺取了无数人的生命，以鼠疫为例：其在历史上的三次大流行夺取人类的生命大大超过第二次世界大战的死亡人数。2003年，“非典”的爆发夺去了很多人的生命。直至今天，也仍有被称作“世纪瘟疫”的艾滋病正在流行。疯牛病、口蹄疫、禽流感的爆发和流行使畜牧业损失惨重。同时，人类在史前时期就自发地开发利用有益微生物和防治有害微生物。如今，微生物学的基础理论和独特实验技术推动了生命科学各领域的飞速发展，微生物基因组的研究更是促进了生物信息学时代的到来。
微生物学的发展历史可分为五个时期：萌芽期、初创期、奠基期、发展期、成熟期。