وفي أواخر الثلاثينيات استحدث العالمان البريطانيان، إيرنست تشين وهوارد فلوري، طريقة لاستخلاص وتنقية كميات قليلة من البنسلين. وفي عام 1941م، تحقق أول علاج طبي ناجح بالبنسلين، حينما تناول الدواء رجل شرطة بريطاني، كان يعاني من حالة تسمم بكتيري في الدم. وفي عام 1943م، تم اكتشاف نوع من عفن البنسلين، يعطي إنتاجًا وفيرًا، ومن ثم زاد إنتاج البنسلين زيادة كبيرة.
وفي أوائل الأربعينيات، اختبر عالم الكيمياء الأمريكي سلمان واكسمان نحو عشرة آلاف نوع من بكتيريا التربة، وذلك من أجل التوصل إلى مضادات حيوية فعالة. وفي عام 1943م، اكتشف واكسمان أن بعض ميكروبات المتسلسلة، وهي نمط من الفطريات، تنتج مادة لها خواص المضاد الحيوي القوي. ونتج عن بحثه مضاد حيوي جديد، أطلق عليه اسم ستربتومايسين. وبالرغم من أن آلاف المضادات الحيوية قد وجدت في الطبيعة أو أنتجت كيميائيًا، إلا أن قليلًا منها ثبت أنه مأمون وفعال. كما ثبت إضافة إلى ذلك، أن بعض الأنماط من الأحياء المجهرية الممرضة، قد اكتسبت مقاومة ضد بعض المضادات الحيوية.