１９２８年９月的一天早晨，英國倫敦圣瑪麗醫院的細菌學家弗萊明像往常一樣，來到了實驗室。在實驗室里一排排的架子上，整整齊齊排列著很多玻璃培養器皿，上面分別貼著標簽寫著：鏈狀球菌、葡萄狀球菌、炭疽菌、大腸桿菌等。這些都是有毒的細菌，弗萊明收集了它們，是在尋找一種能夠制服它們，把它們培養成無毒細菌的方法。尤其是其中的一種在顯微鏡下看起來像葡萄球狀的細菌，存在很廣泛，危害也很大，傷口感染化膿，就是它在“作怪”。

　　弗萊明試驗了各種藥劑，力圖找到一種能殺它的理想藥品，但是一直沒有成功。弗萊明來到架子前，逐個檢查著培養器皿中細菌的變化。當他來到靠近窗戶的一只培養器前的時候，他皺起了眉頭，自言自語道：“唉，怎么搞的，竟然變成了這個樣子！”

　　原來，這只貼有葡萄狀球菌的標簽的培養器里，所盛放的培養基發了霉，長出一團青色的霉花。他的助手趕緊過來說：“這是被雜菌污染了，別再用它了，讓我倒掉它吧。”弗萊明沒有馬上把這培養器交給助手，而是仔細觀察了一會兒。使他感到驚奇的是：在青色霉菌的周圍，有一小圈空白的區域，原來生長的葡萄狀球菌消失了。難道是這種青霉菌的分泌物把葡萄狀球菌殺滅了嗎？想到這里，弗萊明興奮地把它放到了顯微鏡下進行觀察。

　　結果發現，青霉菌附近的葡萄狀球菌已經全部死去，只留下一點枯影。他立即決定，把青霉菌放進培養基中培養。幾天后，青霉菌明顯繁殖起來。

　　于是，弗萊明進行了試驗：用一根線蘸上溶了水的葡萄狀球菌，放到青霉菌的培養器中，幾小時后，葡萄狀球菌全部死亡。接著，他分別把帶有白喉菌、肺炎菌、鏈狀球菌、炭疽菌的線放進去，這些細菌也很快死亡。但是放入帶有傷寒菌和大腸桿菌等的線，這幾種細菌照樣繁殖。為了試驗青霉菌對葡萄狀球菌的殺滅能力有多大，弗萊明把青霉菌培養液加水稀釋，先是一倍、兩倍……最后以八百倍水稀釋，結果它對葡萄狀球菌和肺炎菌的殺滅能力仍然存在。這是當時人類發現的最強有力的一種殺菌物質了。

　　可是，這種青霉菌液體對動物是否有害呢？弗萊明小心地把它注射進了兔子的血管，然后緊張地觀察他們的反應，結果發現兔子安然無恙，沒有任何異常反應。這證明這種青霉菌液體沒有毒性。

　　１９２９年６月，弗萊明把他的發現寫成論文發表。他把這種青霉菌分泌的殺菌物質稱為青霉素。人們向他祝賀。英國一位顯貴建議他申請制造青霉素的專利權，那樣將來就會發大財。弗萊明經過考慮，寫信婉言拒絕了那位顯貴的建議。他說：“為了我自己和我一家的尊榮富貴，而無形中危害無數人的生命，我不忍心。”弗萊明發現青霉素，似乎是偶然的，但卻是他細心觀察的必然結果。