抗生素是微生物学史上最伟大的成就之一，发现它们的故事也是其历史中极具启发性的篇章。现代泌尿外科之父的Hugh Hampton Young休·扬是历史真正意义上的第一泌尿外科医生。他开创了泌尿外科的新纪元。在休·扬的时代，抗生素几乎不存在，他引进了用红汞代替碘酒，手术时消毒皮肤以减少刺激。当时最常用的方法是用汞化合物来擦洗手，这些方法也用在约翰·霍普金斯医学院的外科领域。休·扬博士推广使用红汞做为防腐剂和和全身抗菌剂。但当他的妻子贝西患有草绿色链球菌败血症时，他用静脉注射汞剂，试图治好她的病，不幸的是，她死于了输血反应。
外科的无菌术解决了切口的污染问题，但并没有解决败血症的问题。直到青霉素的发现及临床应用成功，开创了医疗科学的新纪元，被誉为“奇迹药物”，被看作为第二次世界大战中堪与原子弹和雷达并驾齐驱的“武器”。青霉素的发现者是是英国细菌学家弗莱明。
1881年8月6日弗莱明出生于苏格兰基马尔诺克附近的一个小村子里。大学毕业后，弗莱明以优异的成绩留校任教，并在该学院校长、著名细菌学家赖特领导下，致力于广泛的细菌学研究。虽然他和赖特的性格不同，但弗莱明总是谦虚地向导师学习，他们密切合作了40年之久。弗莱明跟随赖特从事痘苗治疗和预防传染病的研究，他坚持实践赖特关于通过接种疫苗防止细菌传染的免疫学说。弗莱明在其早年的医学科学生涯中就十分注意血液的天然抑菌作用，并对防腐剂也进行了研究。
第一次世界大战爆发后，弗莱明以中尉军衔参加了英国皇家军医部队，在赖特上校的领导下，在布洛涅创伤研究实验室工作。当时，那些用于避免伤口感染的药物都不符合他的要求，虽然这些药物外用时能够使伤口消毒，但是当它一旦进入血管，很快就会破坏血细胞。因此，他希望能找到一种既能帮助身体产生防御作用，但又不会使身体受到损害的物质。他发表了《化学和生理抗菌剂在脓毒性创伤中的作用》等文。由于他成绩显著，到战争快结束时，已晋升为上校。战后，弗莱明回到圣玛丽医学院，继续从事他的医学科学研究，放弃了到苏格兰行医的优厚待遇，全心致力于研究能杀死使伤口感染发生危险的病菌的药物。1922年，他在动物组织和分泌物中发现了一种能够溶菌的物质，他把这种淡黄色的、可溶解菌落的粘液命名为“溶菌酶”，写了题为《关于在组织和分泌液中发现一种值得注意的溶解成分》的论文。后来，在实验室里，他得到了这种溶菌酶的结晶体。因为溶菌酶在对某些革兰氏阳性菌的细胞壁具有特异性破坏作用，所以它在细菌细胞学的研究中，很有价值。然而，由于溶菌酶来源有限，而且对致病病菌没有抑制作用，所以尽管弗莱明进行了多年的研究，始终未能成为实际应用的药物。于是，弗莱明就暂时停止了这个研究课题。但是，在长期研究溶菌酶的过程中，弗莱明建立了一系列测定抑菌特性的技术。
1928年夏季的一天，在伦敦大学圣玛丽医学院的实验室里，弗莱明像往常一样，从事着他的课题研究——机体中防御园子（特别是白细胞）抵抗葡萄球菌导致病因子的作用机理。为了研究葡萄球菌，他全身心地扑在实验室，常常工作到深夜，仔细观察这些细菌在培养过程中的变化，研究影响这些变化的条件。每次，当他打开培养皿的盖子，取出里面的细菌，放在玻璃片上，准备拿到显微镜下观察时，空气中飘浮的微生物——细菌或霉菌，常常“乘机”飘落到培养皿里。这些外来的微生物在培皿中繁殖，经常妨碍正常的实验，弗莱明很是讨厌这些“不速之客”。这天，弗莱明正准备用显微镜观察从培养皿中取出的葡萄球菌时，突然发现了一个特殊现象：在原来长了很多金黄色葡萄球菌菌落的培养皿里，长出了一种来自空气中的青绿色的霉菌菌落，并已开始繁殖。更令他惊奇的是，在这个青绿色霉菌菌落周围，原来培植的葡萄球菌菌落全被溶解了，而离得较远的葡萄球菌则完好无损。弗莱明立即意识到这个青绿色的霉菌可能分泌了一种能够裂解葡萄球茵的物质，而这种物质可能正是他多年来梦寐以求的自然抗菌物质。 弗莱明对这种青绿色的霉菌产生了极大的兴趣，他对这个偶然发现的奇特现象作了详尽的记录，小心翼翼地把这些“不速之客”从培养皿中分离出来，培养在液体培养基中，让它们迅速繁殖。
弗莱明把这种青绿色的霉茵称作青霉菌，他从青霉菌“吞食”顽固的葡萄球菌这一事实出发，推断青霉菌分泌了一种极强的杀菌物质，正是这种可以扩散的物质，消灭了周围的葡萄球菌。通过实验，他作了值得注意的观察：当培养皿整个平面被葡萄球菌布满时，青霉菌周围仍旧没有任何细菌。这就说明：青霉菌阻止了细菌的蔓延，并且把它们加以消灭。弗莱明想：如果能把青霉菌的分泌物提取出来，该多好啊！他马上动手进行实验。首先他把青霉菌接种到肉汤培养液中，让它旺盛地繁殖，然后，把长满青霉菌的液体小心谨慎地过滤出来，得到一小瓶澄清的滤液。弗莱明将这种滤液滴进长满葡萄球菌的培养皿里。几个小时以后，原来长势繁茂的葡萄球菌统统被杀死了。
弗莱明的发现和实验使实验室的同事们都很兴奋。弗莱明进一步进行实验研究，他利用了以前在研究溶菌酶过程中建立起来的测定技术，将这种滤液用水稀释，重新做实验，鉴定了这种培养液对各种致病菌的抑制性状。结果表明：1∶1000浓度的培养液仍可抑制葡萄球菌的生长，而当时著名的消毒剂石炭酸在1∶300的浓度时就失去了抑菌作用。弗莱明又取来凶恶异常的链球菌进行测试，结果1∶100的培养液就致它们于死地。弗莱明将这种抗菌物质命名为“青霉素”，因为产生这种物质的是青霉菌（后来经过鉴定，这个产生菌是特异青霉）。这就是青霉素的发现。
弗莱明偶然发现青霉素的故事，众人皆知。但人们不一定都知道弗莱明的敏锐观察力和认真的思考，以及体会到在科学管理上允许科学家以一定的时间和精力从事科研计划之外摸索的必要性。从历史的观点来看，弗莱明发现青霉素并不是他的偶然奇遇，而是由于他严密的科学工作态度和前辈学者们多年累积的经验给予他莫大的启示。那么在当时完全有条件进行动物试验，以确定青霉素疗效的情况下，为什么弗莱明发现青霉素后，没有对其进一步探讨?有人说因为他是细菌学家，缺乏化学家的协作对青霉素进一步纯化，但这并不是青霉素故事的真相。其真正原因是受到当时科学思想的阻碍，即认为动物试验结果不能反映在人体内所发生的情况，或者说以动物试验结果来指导人的医学实践是不可靠的。这个错误思想控制着弗莱明所在的研究室，由于这个框框，青霉素被埋没了10年。在这10年中青霉素的应用仅作为一种选择培养基来培养百日咳杆菌。
进一步推动抗生素发展的是牛津大学病理学教授弗洛里(Florey )。他在1938-1939年对已知的由微生物产生的抗生物质进行了系统的研究。弗莱明的青霉素是最引起他注意的物质之一。幸运的是弗洛里得到了以钱恩(Ernest Chain)为首的一批优秀化学家的帮助，很快就能对青霉菌培养物中的活性物质—青霉素进行提取和纯化，到1940年已经制备了纯度可满足人体肌肉注射的制品。在首次临床试验中，虽然青霉素的用量很少，但疗效却非常惊人。人们再也不怀疑青霉素是空前有效的抗细菌药物，它使感染性疾病的治疗得以发生巨大的变革。其时正值第二次世界大战期间，青霉素的大规模生产成为燃眉之急，在英美科学家的协作攻关下，其大规模生产所存在的技术问题逐步得以解决。于是在短短一年中青霉素便已商品化，而且产量日益增加。正是这种有神奇疗效的抗生素，在第二次世界大战期间，使成千上万受死亡威胁的生命得以幸存。青霉素就成为第一个作为治疗药物应用于临床的抗生素。
1945年，弗莱明同弗洛里、钱恩一起荣获诺贝尔医学及生理学奖。弗莱明成为许多科学协会的名誉成员，18所大学授予他名誉博士学位，他以前工作的地方，现今叫赖特一弗莱明微生物研究所。
青霉素的历史漫长又曲折，像是一幕由黑暗走向光明，充满叹息和惊喜的长剧，它是人类征服自然历史的具体而微，标志着人类正在走出几百万年来细菌一直投射在我们心头的恐怖阴影。磺胺的故事短暂却充满戏剧性。它明快的开端，使人类探索青霉素的历史显得更为漫长，它的曲折过程充满着人类的愚昧和疯狂，然后，以一个黯淡的结局收场。磺胺化合物（Sulfanilamides）是一类有着相似结构的化合物的总称。1930年以前，虽然有零星的研究表明有些磺胺化合物能影响某些链球菌的生长，很长时间以来，它都只是作为染料在纺织工业中广泛使用。也许因为第一次世界大战给德国带来的巨大创伤（一战德意志帝国死亡士兵数居首），德国工业巨头法本公司（IG.Farben）意识到磺胺化合物可能潜藏的巨大军事以及经济价值，成立了由德国细菌生理学家格哈德·多马克（Gerhard·Domagk）和化学家约瑟夫·克莱尔（Josef·Klarer）领导的实验室，开始了磺胺的专项研究。
磺胺化合物有很多种，其中具有抗菌性能的其实并不多。1932年，多马克将目标对准了百浪多息（Prontosil）。接下来的数年中，他们发现百浪多息不仅能控制丹毒等疾病，还能奇迹般地治疗一系列曾经无法挽救的感染病例，包括葡萄球菌败血症——一战战场上最凶恶的杀手，也是不久以后害死白求恩医生的元凶。而此时，弗莱明爵士的发现，还在纸堆里沉睡着。1935年，多马克公布了他们的研究成果，后续临床研究表明磺胺具有广泛的抗菌范围，能控制一系列细菌导致的感染性疾病。百浪多息因此成为人类首次发现并合成的抗菌药物。在征服细菌的战斗年表上，多马克的发现意味着人类的第一波攻击已经开始了。
瓦克斯曼(Waksman1888-1978,1952年诺贝尔奖获得者)是抗生素历史中另一位重要人物。他和他的学生Dubos等抛弃了传统的靠碰巧来分离抗生素的方法，开始通过筛选成千上万的微生物来有意识、有目的地寻找抗生素。并于1942年，首先给抗生素下了一个明确的定义:抗生素是微生物在代谢中产生的，具有抑制它种微生物生长和活动甚至杀灭它种微生物的性能的化学物质。在他和他的研究小组对土壤中的微生物区系研究多年后，1944年发现了一种新抗生素-链霉素，它是由灰色链霉菌产生的。在当时看来，它是青霉素一种非常理想的补充。青霉素作用于革兰氏阳性菌，链霉素则作用于革兰氏阴性菌以及青霉素无效的分枝杆菌。而且这两种抗生素之间无交叉抗药性。因此，在用于治疗时万一出现了抗药菌株，两种抗生素彼此交替使用上述微生物就会成为敏感菌株。链霉素发现的更重要的意义是它改变了结核病的预后。采用链霉素乃是结核病治疗中的一场革命。它宣告了无特殊治疗只能靠卧床静养和一般支持治疗的结核病治疗时代的结束。由于已经有了青霉素的生产经验和设备，很快即能大量生产，链霉素迅速成为风靡一时的另一类重要的抗生素。同时也极大地鼓舞了人们研究抗生素的信心。
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