奠基期是由1861年巴斯德根据曲颈瓶试验彻底推翻了生命自然发生学说并建立了胚种学说开始的。本时期的代表人物主要是法国的巴斯德和德国的科赫，它们分别被称为和细菌学的奠基人。
微生物学的奠基人——巴斯德
路易斯·巴斯德，法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。像牛顿开辟出经典力学一样，巴斯德开辟了微生物领域，他也是一位科学巨人。
巴斯德一生进行了多项探索性的研究，取得了重大成果，是19世纪最有成就的科学家之一。他用一生的精力证明了三个科学问题：（1）每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展，这位法国化学家发现用加热的方法可以杀灭那些让啤酒变酸的恼人的微生物。很快，“巴氏杀菌法”便应用在各种食物和饮料上。（2）每一种传染病都是一种细菌在生物体内的作用的结果：由于发现并根除了一种侵害蚕卵的细菌，巴斯德拯救了法国的丝绸工业。（3）传染病的细菌，在特殊的培养下可以减轻毒力，使他们从病菌变成防病的疫苗，从而建立起了细菌理论。
路易斯·巴斯德被世人称颂为“进入科学王国的最完美无缺的人”，他不仅是个理论上的天才，还是个善于解决实际问题的人。他于1843年发表的两篇论文——“双晶现象研究”和“结晶形态”，开创了对物质光学性质的研究。
1856年至1860年，他提出了以微生物代谢活动为基础的发酵本质新理论，1857年发表了“关于乳酸发酵的记录”这一微生物学的经典论文。1880年后又成功地研制出鸡霍乱疫苗、狂犬病疫苗等多种疫苗，其理论和免疫法引起了医学实践的重大变革。此外，巴斯德的工作还成功地挽救了法国处于困境中的酿酒业、养蚕业和畜牧业。
巴斯德被认为是医学史上最重要的杰出人物。巴斯德的贡献涉及到几个学科，但他的声誉则集中在保卫、支持病菌论及发展疫苗接种以防疾病方面。
巴斯德并不是病菌的最早发现者。在他之前已有基鲁拉、包亨利等人提出过类似的假想。但是，巴斯德不仅提出关于病菌的理论，而且通过大量实验，证明了他的理论的正确性，令科学界信服，这是他的主要贡献。
显然病因在于细菌，那么显而易见，只有防止细菌进入人体才能避免得病。因此，巴斯德强调医生要使用消毒法。向世界提出在手术中使用消毒法的约瑟夫·辛斯特便是受了巴斯德的影响。
十九世纪末期有两项改变，就是内科医生的隔离观察和英国外科医生约瑟·辛斯特尔所做有系统的人体研究，这让细菌学变得非常成功。在早期结晶学发现后，巴斯德在化学的研究转向醋、葡萄酒和啤酒等发酵的实际问题。在巴斯德生涯中最后且最重要的时期，他研究人类和动物传染性疾病的起因，并开发抵抗炭疽病和狂犬病的疫苗，还成功研究出对抵抗更多疾病的疫苗。巴斯德杰出的能力是他从不断的实验中，彻底革新药物并获得的一致肯定。事实上，这些药物挽救了上百万的生命，并且使人们日常的生活有了很大的改变。
人们以前常将巴斯德同英国医生爱德华·琴纳比较。琴纳发展了一种抵御天花的疫苗，而巴斯德的方法可以并已经应用于防治很多种疾病。
巴斯德在1849年结婚，生了四个孩子，但只有其中两个长大成人。在1868年，巴斯德遭受打击，而这个打击对他的步调、言论和休闲生活造成伤害，但他继续在往后的25年内不屈不挠地工作。他在1895年9月28日逝世，并以一个国家伟人的身份举行国葬。
微生物方法学奠基人——科赫
科赫，1843年出生在德国克劳斯塔尔城哈尔茨山区。少年时代，他曾走遍了这个山区所有的森林。
他经常把从野外捉到的毛毛虫、甲虫、蝴蝶和采集到的植物、矿物带回家里，用父亲的一个小型放大镜进行观察；他还在家中喂养了豚鼠、白鼠、家兔。因为他这样喜欢观察和研究动物，他的母亲给他起了个“鸡师傅”的绰号。
1873年的有一天，科赫去森林时里发现一只死鹿。他根据鹿血的颜色，判断出鹿应该是患炭疽病死的。他取回了血样，便一头扎进实验室仔细地进行观察。看到鹿血里粗大而透明的杆状、线状和线团状的有机体，纵横交织，科赫脑子里就出现了一个问号，难道这就是炭疽病病毒吗？
为了解决这个问题，科赫开始进行了大量的实验工作。在那段时间里，他只要听说牲畜死亡的消息，无论路途有多么远，都要赶去亲自察看。每次都带回一大堆装满死去牲畜的血液的试管，然后几小时几小时地坐在显微镜前连续观察。他再从屠宰场里弄来新鲜畜血与病畜血进行反复对比。为了弄清这些死去动物血液中那些杆装物是否是病毒，他在白鼠的尾巴根上割开一个小口，注入那种血液，彻夜不眠地试验。第一只白鼠死了，科赫就把这只死鼠的一小滴血注射到另一只健康的白鼠身上。他这样反复地做了30次，30只小白鼠都是同样的结果。这时他才断定，这些杆状物是炭疽病菌。以后，他又通过大量试验，研究这种病菌的生长和传播情况。在这些日子里，他废寝忘食，通宵达旦地工作，甚至难得跟朝夕相伴的妻子吃一顿晚饭，也无暇照料女儿。人们纷纷议论：“我们的大夫真有点神经质了。”
1876年，受布雷斯劳大学的邀请，科赫去那里讲学。他随身带去只有装有小白鼠的笼子和一架显微镜。整整5天，他的讲学没有空谈，没有长篇大论，而只是一直演示他的实验，简要地说明他的研究过程。科赫这种务实的工作作风给布雷斯劳的师生留下了深刻的印象，博得一致好评。
后来，科赫把这些试验写成了一篇题为《炭疽病病原学：论炭疽病杆菌发育史》的报告，刊登在《植物生物学杂志》上。这篇报告，意义重大，现代细菌学和征服传病的斗争都是在这个基础上建立起来的。
1880年，科赫被委派到帝国卫生局工作。他给自己定主要任务是改进细菌学的研究方法。他发明了用固体培养基的“细菌纯培养法”，首先采用染色法观察细菌的形态，并运用这些方法首先分离出炭疽杆菌、结核杆菌和霍乱弧菌。借助这种固体培养基可以测定空气中、土壤中和水中的微生物，可以准确判断各种病毒是否存在，是进一步研究微生物的钥匙。
首战告捷，给这位年轻的科学家很大鼓舞，他决心继续努力，一生与病菌为敌。后来，他又致力于结核病原、传染途径、治疗药物以及人畜结核病的区别等课题的研究。那时，结核病严重地威胁着人们的健康，欧洲国家每七个人中就有一人死于肺结核。人们只知道肺结核可怕，并且会传染，但却不知道它的病原体、传染途径。
科赫研究肺结核病因的试验中，发现了因结核病死亡的人的肺，但却没有发现细菌，可是把病肺磨碎，擦在老鼠和兔子身上，它们都得了结核病。在反复实验中，科赫发现结核菌在显微镜是看不见的。因此，他用各种色素去染患结核病而死亡的人的肺，终于发现了染上蓝色色素的结核菌。用蓝色素染出的结核菌是细棒状的。接着他又用血清培养基对结核杆菌进行培养，16天后，终于获得了人工培养的结核杆菌。他把这种培养菌接种在动物身上，动物也感染了结核菌病，至此，完全证实了结核杆菌是这种传染病的病因，他还用血清固体培养基成功地分离出结核分支杆菌，并且接种到豚鼠体内引起了肺结核病。
1882年，科赫在柏林生理学协会上，报告他的研究成果《论肺结核》。报告吸引了与会的科学家，会场安静得几乎屏住了呼吸。在柏林生理学协会的历史上，破天荒第一次没有发生争论。
细菌学和征服传染病的斗争都是在这个基础上建立起来的。
科赫不仅是个勤奋的科学家，同时还是个热情善良的医生。他一生致力于征服各种传染病，哪里有传染病，他就战斗在哪里。1883年6月，埃及发生了霍乱，科赫作为医疗队队长，奔赴埃及，随后又赶到印度，与病魔和死神奋力拼搏，甚至圣诞节之夜，也在通宵达旦地工作。此后多年，他往返奔波于欧洲、亚洲、非洲的许多地区。为征服各种传染病而竭尽心力。
科赫为人类的健康做出了巨大的贡献。科赫的一生，始终遵循着1865年在哥廷根当学生的时候，写在解剖比赛试卷页眉上的那句诺言：“永不虚度年华。”
科赫在培养细菌学的巨大贡献是发明了用固体培养基的“细菌纯培养法”和把混合培养物纯化的技术，并用在固体培养基上划线接种的方法获得了单一的纯种。这种技术使得培养细菌学发生革命性变化，并使得19世纪最后二十年中这个学科得以开出绚丽的花朵。
1883年科赫还在印度发现了霍乱弧菌，以后他又研究了鼠疫和昏睡病，发现了这两种病的传播媒介，前者是虱子，而后者是一种采采蝇。他根据自己分离致病菌的经验，提出了著名的“科赫法则”。
科赫根据他对炭疽病病原菌的研究，他提出了证明某种微生物是某种疾病病原菌的4项要求。首先，如果怀疑某种微生物是病原菌时，必定在某种患病的个体（人类、动物或植物）中可以发现这种病原菌；其次，必须能从患病的个体体内分离出这种微生物，并且培养成为纯培养物；第三，用分离到的该种微生物接种到健康的个体体内，可以人为地诱发和原来相同的疾病；第四，必须从人工诱发了该疾病的个体体内重新分离到同一种微生物，并且能够培养成和原来分离的相同的纯培养物。这些要求有时不一定能够完全达到，因为有些病原菌很难分离为纯培养物。但是在过去100多年中，根据这样明确的要求的确确定了许多传染病的病源。直到现在，我们到医院看病时，常常要求您在发烧时去化验血液和取血样培养，正是科赫原则的具体应用。根据科赫原则确定了病原菌到底是什么微生物，就可以采用对症的药物消灭它们。
1905年，科赫获得了诺贝尔医学和生理学奖，主要是为了表彰他在肺结核研究方面的贡献。1910年5月27日，科赫离开了人世。1982年，我国邮电部发行了一枚纪念邮票，纪念科赫发现肺结核病原菌一百周年。
科赫除了在病原体的确证方面作出了奠基性工作外，他创立的微生物学方法一直沿用至今，为微生物学作为生命科学中一门重要的独立分支学科奠定了坚实的基础。科赫首创的显微摄影留下的照片在今天也是高水平的。在科赫原则的指导下，使得19世纪70年代到20世纪的20年代成了发现病原菌的黄金时代。
例如1883年和1884年两位科学家各自独立地发现了白喉杆菌，1884年还发现了伤寒杆菌，1894年耶尔森和日本的北里柴三郎各自分离出鼠疫杆菌，1897年痢疾杆菌也被发现了。在此期间先后发现了不下百种病原微生物，包括细菌、原生动物和放线菌等。不仅是动物病原菌，还有植物病原菌。
在同一时期，其他的研究工作者也有着新的发现：白喉杆菌。
1865年，英国外科医生李斯特在巴斯德研究的启发下，创立了清毒外科，并于同年8月12日进行第一次试验（石炭酸消毒）成功。
1865年，德巴利首次用实验证实麦类杆锈病菌的转主寄生现象，并于1866年证实了酵母菌的生活史，在1853～1866年间，他还写了一系列关于真菌的书，研究了大量真菌学问题，是近代真菌学的奠基人。
1875年，科亨根据细菌的形态特征，把细菌分成6个属。
1877年，合兹首次发现一种厌氧、寄生的牛型放线菌。同年，英国人准丁达尔发明了间歇灭菌法（即“丁达尔灭菌法”）。
1878年，李斯特发明利用牛奶稀释法进行乳酸链球菌的纯种分离和计数。同年，布鲁斯特在德国蔡司工厂发明油浸物镜。
1882年，斯可罗辛和孟兹证明土壤中的硝化作用是一个微生物学过程。
1884年，丹麦医生克里斯亨·格兰创立了革兰氏染色法，通过这一染色，可把几乎所有的细菌都分成革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌两大类，成为分类鉴定菌种的重要指标。同年，张伯伦发明用素烧瓷滤器过滤细菌。
1887年，科赫的助手皮特发明了著名的双重培养皿。
1888年，马尔亭乌斯·贝叶林克首次从豆科植物根瘤中分离出共生固氮的根瘤菌。
1889年，谢尔盖·维诺格拉斯基首次提出了无机化能营养的概念。同年，日本的北里柴三郎发现了破伤风梭菌，并于第二年发现了破伤风抗毒素。德国的阿道夫·贝林格也在1890年发现了白喉抗毒素。
1892年，兹赫尔和奈尔森发明了染结核杆菌的抗酸性染色法。
1892年，伊凡诺沃斯基提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据。
1894年，日本的高峰氏利用黄曲霉生产出高峰淀粉酶。
1895年，博尔代在研究凝聚反应时，发现了补体。
1896年，汉森发表了科学的酵母菌分离系统。
1897年，吕夫勒和弗洛奇首次发现动物口蹄疫的病原体是一种过滤性病毒。同年，毕希纳用无活细胞存在的酵母菌压榨汁对葡萄糖进行酒精发酵成功，从而开创了微生物生化研究新时代。
1898年，荷兰学者马尔亭乌斯·贝叶林克独立进行了烟草花叶病病原体的研究，首次提出其病原菌是一种“病毒”，从此，现代病毒学的历史开始了。同年，诺卡德等人从患传染性胸膜炎的病牛中首次分离得到支原体，当时称为PPO。史密斯，也于该年证实了细菌可以引起植物病害。