巴斯德從這裏開始又研究炭疽杆菌。經過幾輪試驗，後來他把培養箱的溫度調到42℃～43℃之間，炭疽杆菌危害牛羊的作用明顯減小，可以作為菌苗給牛羊接種防病，從而能預防炭疽病。就這樣，巴斯德取得了戰勝傳染病的劃時代成就——創立了免疫學。
巴斯德用菌苗預防雞霍亂和炭疽病取得成功後，向法國科學院請求進行公開的試驗。1881年5月5日，在梅侖的普萊堡農場，巴斯德把48隻羊分成兩批，各24隻，其中一批當場被注射了減毒炭疽菌苗，另24隻任其自然。然後巴斯德宣布：他將在第12天、第26天，分別給這48隻羊注射等量的有毒炭疽菌苗，並預言，今天注射過減毒菌苗的24隻羊將不會生病，而另24隻羊會患炭疽病死亡。
6月2日，一大批議員、記者、獸醫和牛羊業經營商，以及附近的農民迫不及待地再次來到普萊堡農場看結果。24隻接種疫苗的羊果然全都活著；而另24隻羊中，22隻已經死亡，剩下的兩隻也是奄奄一息了。親眼目睹的人們高興地喊道：“奇跡，這真是奇跡！”巴斯德的發明，拯救了法國的畜牧業，他也因此而獲得了法國最高榮譽——榮譽大勳章。
但巴斯德並沒有就此止步。他進一步想到要是能將細菌和微生物的原理用來治療人類的疾病該有多好啊！
當時歐洲的醫學還很落後，外科手術的死亡率達80%以上，大多死於傷口感染化膿。對病人施行手術，差不多等於宣判死刑。巴斯德潛心研究後發現：造成死亡的原因是因為開刀的傷口暴露在千百萬細菌麵前。空氣、紗布、器具、醫生的手上，到處都布滿了細菌。對此他提出了高溫消毒滅菌法。當時蘇格蘭有一位外科醫生李斯特接受了巴斯德的建議，手術前進行徹底消毒，結果在他主辦的醫院裏，手術病人的痊愈率是當時世界外科醫院中最高的，而術後死亡率又是最低的。
19世紀後期，狂犬病嚴重地威脅著人們的生命。年過六十的巴斯德又對瘋狗產生了興趣，於是他專注於狂犬病疫苗的研究。他把瘋狗的唾液注射到兔子身上做實驗。一次，一條大瘋狗由於陣痛引起狂怒，口水直流，巴斯德立即和助手一起把狗牢牢地綁在桌子上，為了取得這條大瘋狗嘴裏的唾液，他親自用嘴含住滴管從瘋狗的顎中吮吸唾液，吸完後，他轉身告訴助手，實驗可以繼續進行了。正是憑著這股獻身精神，巴斯德的抗狂犬病疫苗在動物身上獲得了成功。
一天，阿爾薩斯省的一名叫梅斯特的9歲男孩被一條瘋狗咬傷了14處，兩天後被送到了巴斯德這兒。巴斯德猶豫了，抗狂犬疫苗從來沒有在人身上試驗過啊！人命關天，最終巴斯德還是決定試用，如果失敗，他願承擔一切後果。注射後的那天晚上，巴斯德緊張得徹夜不眠，隨時注意病孩的反應。31天後孩子完全恢複了健康。巴斯德終於鬆了一口氣。從此，注射抗狂犬病疫苗的治療方法在全世界迅速推廣，挽救了成千上萬的病人。巴斯德的病菌和病毒發現猶如上帝賜給了人類一位“神醫”，巴斯德也因此贏得了全世界人民的尊敬。