Четвертая и последняя новаторская разработка, положившая конец гегемонии микробов в развитом мире, была начата во время Первой мировой войны и получила окончательное признание вместе с окончанием Второй. Успех пришел в результате долгого труда нескольких людей — а также некоторого везения. Первый из этих людей, шотландский биолог сэр Александр Флеминг, прославился тем, что «случайно» открыл пенициллин в своей лаборатории при больнице Святой Марии в Лондоне. На самом деле Флеминг уже долгие годы вел научную охоту за антибактериальными веществами.
В годы Первой мировой войны он лечил раненых солдат на Западном фронте, во Франции, и с сожалением отмечал, что многие из них умирают от заражения крови (сепсиса). После окончания войны Флеминг вернулся в Великобританию и задался целью улучшить качество антисептических повязок Листера, пропитанных карболовой кислотой. Вскоре он обнаружил природный антисептик в носовой слизи и назвал его лизоцимом. Но оказалось, что лизоцим, как и карболовая кислота, не проникает достаточно глубоко в рану, поэтому внутренние нагноения продолжались. Через несколько лет, в 1928 году, изучая стафилококковые бактерии (которые вызывают, например, фурункулы и ангину), Флеминг вдруг заметил нечто странное в одной из чашек Петри. Он отсутствовал в лаборатории несколько дней, а теперь вернулся к беспорядочно заставленному столу, где осталось много старых бактериальных культур, часть из которых были поражены плесенью (то есть микроскопическими грибами). Наводя порядок, он обратил внимание на одну из чашек. Вокруг пятнышка, образованного нитями грибка пеницилла (Penicillium) возникло кольцо, полностью свободное от колоний стафилококков, которыми кишела остальная плошка. Флеминг сделал из этого наблюдения важный вывод: плесень выпустила «сок», который убил всех бактерий вокруг нее. Этот «сок» и получил название «пенициллин».
Хотя Флеминг вырастил пеницилл не нарочно, о потенциальной важности пенициллина он догадался отнюдь не случайно. С этого наблюдения началась эпоха экспериментов и открытий, охватившая два континента, продлившаяся двадцать лет и закончившаяся в итоге настоящей революцией в медицине.