اكتشاف البنيسيللين
قال فليمنغ "عندما استيقظت بعد الفجر يوم 28 سبتمبر 1928، بالتأكيد لم أكن قد خططت لإحداث ثورة في الطب باكتشاف أول مضاد حيوي أو قاتل للبكتيريا في العالم. ثم قال: "لكن هذا بالضبط ما فعلت ". 3.
قي عام 1928، بدأ فليمينغ البحث قي خصائص العنقوديات. اشتهر فليمينغ بسبب إنجازاته السابقة كما أصبح يعرف بالباحث المتميز، ولكن غالبا ما يكون معمله غير مرتب. يوم 3 سبتمبر 1928، عاد فليمينغ إلى معمله بعد أن أمضى شهر آب / اغسطس قي إجازة مع عائلته. قبل أن يغادر جمع كل ما لديه من مزارع للعنقوديات على مكتب في زاوية المعمل. عند عودته، لاحظ أن إحدى المزارع كانت ملوثة بالفطر، ومستعمرات العنقوديات التي أحاطت بها كانت قد دمرت، في حين أن المستعمرات الأخرى البعيدة عنها لم تتأثر. عرض فليمينغ المستعمرة الملوثة على مساعدته السابقة ميرلين بريس والتي قالت له: "هذه نفس الطريقة التي اكتشفت بهاالليسوزيم " عرف فليمينغ أن العفن الذى لوث المزرعة هو من فطر البنسيليوم. بعد أشهر من تسميته عصير العفن أطلق عليه البنسيلين، وذلك كان يوم 7 مارس 1929.
وقد بحث مدى تأثيره الإيجابي كمضاد للبكتيريا على كثير من الكائنات الحية. فلاحظ أنه أثّر على أنواع من البكتيريا مثل: المكورات العنقودية، والكثير من البكتيريا موجبة الجرام المسببة للأمراض التي تسبب الحمى القرمزية، والالتهاب الرئوي، والتهاب السحايا، والخناق، ولكن ليس حمى التيفويد أو الحمى الشبيهة بحمى التيفويد والتي تنتج عن البكتيريا سالبة الجرام والتي كان يبحث لها عن علاج في ذلك الوقت. كما تؤثر قي بكتيريا النيسيريا غورونيا المسببة للسيلان، على الرغم من أن هذه البكتيريا سالبة الجرام.
نشر فليمينغ هذا الاكتشاف في الدورية البريطانية لعلم الأمراض التجريبية، عام في 1929. ولكن لم تنل مقالته الكثير من الانتباه.تابع فليمينغ أبحاثه، ولكنه وجد أن زراعة البنسيليوم كانت صعبة جدا. وكذلك بعد نمو الفطر يصبح عزل المضاد الحيوى أكثر صعوبة. كان لدى فليمينغ انطباع بأن البنسيلين لن يصبح له أهمية قي منع العدوى بسبب مشكلة إنتاج كميات منه، وكذلك لأنه يبدو أن مفعوله بطئ. كما أصبح على قناعة بأن البنسلين لن يبقى قي جسم الإنسان لوقت كاف للقضاء على البكتيريا بفاعلية. العديد من التجارب التي تم إجرائها بشأنه لم تكن حاسمة، وربما لأنه كان يستخدم كمطهر سطحى. في 1930، كانت تجارب فليمينغ تبدو مبشرة أحيانا، واستمر حتى عام 1940، في محاولة للوصول لمادة كيميائية تجعل البنسيلين صالح للاستعمال.
سرعان ما ترك فليمينغ البنسلين، ثم قام كل من فلورى وتشاين بإجراء الأبحاث، وتكثيف الإنتاج منه بتمويل من الحكومتين البريطانية والأمريكية. ثم بدؤوا إنتاج كميات كبيرة منه بعد تفجير بيرل هاربور. عندما بدأت الحرب، كانوا قد أنتجوا كميات كبيرة من البنسلين كافية لمعالجة جميع جرحى قوات التحالف.