一天夜里，他在书房里，偶然翻到了一本小册子。书中虽然没有华丽的词句，也没有高深的理论，但作者雷迪却用自己做过的实验说明了生命是如何发生的。雷迪的实验是这样的：他用两只瓶子，各放进一点肉，让一只瓶子开着口，另一只瓶子口上盖了一块纱布。他守着它们，眼看苍蝇飞进了开着口的瓶子里。不久，这只瓶子里就有了蛆虫，然后变成了新的苍蝇。盖有纱布的那只瓶子，里面既没有蛆虫，也没有苍蝇，这是因为纱布阻挡了母蝇去接近肉，因此它无法在肉上产卵。这个实验有力证明，蛆虫、苍蝇决不能从腐肉里产生。斯巴兰扎尼既惊奇又兴奋，情不自禁地自语道：“雷迪真了不起，看他解决这个问题是多么容易呀！”
不错，不少学者都已经承认苍蝇需要有母体才能产生出来。可是他们却仍然主张微生物可以不需要母体就能自己产生出来。于是，斯巴兰扎尼开始着手去做微生物的产生实验。
正当这时，他在一家报纸上看到了一则醒目的科技新闻：“英国有一位名叫尼达姆的神父，用显微镜看到一些小动物（就是指微生物），从羊肉汁里奇妙地生殖出来。”这一新闻传开后，许多学者、专家都向尼达姆屈尊求教。这一发现一时轰动了英国皇家学会和整个学术界。
可是，斯巴兰扎尼看着这则新闻，仔细地琢磨了尼达姆的实验后，顿时皱起了双眉，怒声道：“小动物决不会从羊肉显微镜下的小生命汁或杏仁汤里自生自长，这个实验是骗人的。也许尼达姆并不知道实验里的秘密，我要揭开它！”
这时太阳已经落山了，斯巴兰扎尼带着沉思走进于实验室。不一会儿，天空暗了下来，夜幕渐渐降临，皓月当空，银光满地。他思来想去，觉得已经找到了尼达姆实验中的漏洞，对了，尼达姆做实验的时候，装羊肉汁的瓶，放了好几天都没有盖盖，或者加热的时间还不够。于是他拿起笔，打算写信告诉尼达姆。写着，写着，突然他停下了笔，决心自己亲手做一做实验，看看到底是怎么回事。科学家就是这样，他能想到科学上的这些或那些问题，可就是想不起来他还没有吃晚饭。他把信扔在一旁，拿来几只圆肚细颈的烧瓶和若干种子，擦掉显微镜上的灰尘，开始做他的实验。
他把几种不同的种子分别放进几只瓶子里，再把清水灌进去。怎样封口呢？他把一部分瓶子的瓶口用火熔合封死，另一部分瓶子的瓶口只用木塞塞住。他把其中的几个瓶子（包括封口的和用木塞塞口的）加热了几分钟，而把同样的几个瓶子放在开水里整整煮了1个多小时。
天已经蒙蒙亮了，他疲倦得几乎连眼睛都睁不开了。他慢慢地从热气腾腾的锅里捞出最后几只瓶子，小心翼翼地放在一边。这时他才觉得肚子不好受，便走出实验室开始用餐。
过了几天，斯巴兰扎尼回到实验室。他先拿起几只煮过1个多小时的瓶子，一个一个敲开瓶颈，取出几滴汤汁，放在显微镜下进行检查。他看了又看，找了又找，结果是什么也没有，没有变化；又拿起几只煮过几分钟的瓶子，照样敲开瓶颈，取出几滴汁液放在显微镜下。“这是什么”他喊起来了，在透镜的灰色视野里，他看到了好些地方有小动物在蹦跳游戏。斯巴兰扎尼喃喃自语：“这些瓶子的口是熔合的，没有东西能从外边进去；可是怎么会有小动物呢！说明这些小动物能经得起几分钟的热力。”
他又走到几只用木塞塞口的瓶子前，他拔掉木塞，取出几滴汤汁用显微镜进行检查，他兴奋得喊了起来。原来凡是只用木塞塞住瓶口的瓶子，里面的汤汁都充满了小动物，连煮过1个多小时的瓶子也不例外。
可是，斯巴兰扎尼未曾想道，1768年的这天是他的伟大发现的日子，也是世界上一个伟大的日子。他只晓得自己弄懂了一个道理：“小动物是从空气中进入尼达姆的瓶子里的，而且有些小动物经得起沸水的温度，必须煮沸1小时左右，才能杀死他们。”
斯巴兰扎尼把自己的研究成果写成了一篇出色的论文发表在学术杂志上，引起了科学界巨大的反响。尼达姆果真错了吗？人们聚集在伦敦、哥本哈根、巴黎和柏林的科学学会的高灯明烛之下议论纷纷。
当这些议论传到尼达姆的耳边时，他感到丢了面子。在“真理”和“面子”的前面，他最终还是选择了“面子”。于是，他立即跑到巴黎去讲述他的“羊肉汁试验”，并且在巴黎结交上了著名的科学家布丰伯爵。他俩粗粗地做了实验以后，继续坚持尼达姆的错误论点。他们说：“生长力使羊肉汁即使加热以后还能生长出‘小动物’来。正是靠这个生长力，亚当的肋骨才能长成夏娃。”于是便给斯巴兰扎尼写信说：“你的实验是有漏洞的。因为你把瓶子加热了一个小时，而这酷热，削弱了并且因而损伤了生长力，使它们再也生不出小动物来了。”
斯巴兰扎尼喜欢用事实说话。面对他们的唇枪舌剑，沉默不语，又开始了测试生长力的实验。这回，斯巴兰扎尼用清水调制好豌豆、大豆、野豌豆等各种各样的种子汤汁，分别将它们装进各种不同的瓶子中，然后把这些瓶子分成三组：第一组煮几分钟；第二组煮半小时；第三组煮一小时。照尼达姆的做法，用木塞塞住瓶口。可是，几天过后，他走进实验室，将三组瓶中的汤汁分别用显微镜进行检查，结果煮了1小时的瓶的子里，活着的“小动物”最少。
斯巴兰扎尼胜利了，他向全欧洲宣告，空气里有微生物。一切生物都有母体：苍蝇繁殖苍蝇，蜜蜂繁殖蜜蜂，细菌只能由细菌繁殖出来。
可是，尼达姆这个死争臭面子的神父，却一直在坚持他的错误观点，不断地进行种种狡辩。真理是经得起实验检验的，斯巴兰扎尼又经过无数次实验，终于证明了自己的观点是正确的，而尼达姆的种种观点都是错误的。
斯巴兰扎尼以实验事实推翻了尼达姆错误的有关生长力的论点，从此名震欧洲学术界，成了当时微生物学界首屈一指的科学家。德国腓特烈大帝致信于他，亲自任命他为柏林科学院成员。奥地利女皇玛丽亚·特利莎请他担任隆巴迪的帕维亚大学的教授，并且派来声势煊赫的代表团，捧着御书，恳请斯巴兰扎尼重振这所名存实亡的大学。斯巴兰扎尼慨然应允担任该大学的博物学教授，并兼任帕维亚自然博物馆馆长。
斯巴兰扎尼在帕维亚大学继续研究微生物学，他开始思考微生物如何繁殖的问题。他给他的朋友却尼特写信说：“当你看到任何动物两个个体结合时，你是否想到它们正在传种。”
却尼特把斯巴兰扎尼的来信提出的疑难，转告给了自己的一个友人德·索热尔。索热尔通过显微镜仔细观察和研究了微生物的繁殖习性后，写出了一篇论文。他在论文中这样写到：“当你看到两个‘小动物’连在一起的时候，它们往往不是结合起来生育的。恰好相反，这些成对的动物在一起不过是一只老动物正在分成两部分，成为两只新的‘小动物’。微生物是不懂得什么叫结婚的，这是它们繁殖的唯一方法。”
然而这种观点在当时却被看作是错误的。对此，英国的埃利斯撰写一篇论文，说什么“小动物”有时候分裂为二，这并不能说明它们在繁殖。这只不过是一只“小动物”在水里急速游泳时，对另一只小动物拦腰撞击，把它撞成了两半。
如何证实小动物的繁殖是一分为二的呢？斯巴兰扎尼大胆地进行了这个实验。他把“小动物”巧妙地分离出单个的进行观察。在显微镜下它果真看到了“动物”是一分为二的进行繁殖。
开始他不敢相信自己的眼睛，于是，斯巴兰扎尼重复试验了一二十次。每次看见单个的杆棒状的“小动物”中央部分逐渐变细。最后，它的两部分仅由细蛛丝的一线联系在一起，而粗壮的两半，在拼命扭动，并且突然间一分为二，分成两只形状相同的“小动物”。更奇妙的是，几分钟后，这两只“小动物”又开始分裂了。原来的一只很快就变成了四只、八只……
这一实验有力地证明了微生物用一分为二的办法进行繁殖的观点，大大推动了微生物学的发展。
1799年，斯巴兰扎尼这位科学，尤其是微生物学奋斗一生的伟大科学家，与世长辞。他知道自己的膀胱有病，所以留下了他那难忘的遗嘱：“嗯，我死后把它解剖出来吧，你们也许会获得关于膀胱病的新发现呢。”这个遗物——“膀胱”，至今还保存在奥地利的一家博物馆里。