孢子弗萊明和他的助手在對溶菌酶進行了7年的研究之後，本以為溶菌酶能夠成為一種重要的疫苗或有效的藥物，但是他們的目的沒有達到，這是因為溶菌酶在病原生物方麵幾乎絲毫不起作用。科學研究終歸麵臨成功或失敗，而且失敗的總量總是大於成功的總量，失敗固然可惜，但寶貴的經驗卻是千金難買的，沒有失敗經驗的人，不可能嚐到成功的甜頭，失敗獲得的經驗為弗萊明打開了通向盤尼西林的大門。1928年，弗萊明發現了盤尼西林，完成了科學史上彪炳千秋的功業。
那是1928年炎熱的夏天，賴特生物研究中心破例讓大家休一個避暑假，大家都跑向海濱避暑勝地或一切清涼宜人的地方。幾天來的連續失敗使弗萊明的心情格外煩躁，他胡亂地放下手中的實驗，準備去海濱避暑。天氣熱得讓人透不過氣來，什麼事也幹不下去，實驗台上堆放著雜亂無章的器血，這在20多年的科研生涯中還是第一次。從前，細心的弗萊明可不是這個樣子的。
弗萊明在實驗室裏9月初，天氣漸漸涼爽下來，人們也心平氣和了，賴特研究中心的人們陸續回來工作。一天，弗萊明來到實驗室，觀察他度假之前擱放在工作台上的一堆盛有培養液的器皿，他望著生毛發黴的試驗器皿有些追悔莫及，應該在度假之前就把這些東西收拾好，他丟棄了這些不能再用的東西。過了不久，弗萊明重新取回其中的一些器皿，做進一步的觀察。其中一個器皿經過第二次仔細檢查之後，顯現出這樣一種現象：靠近一團黴菌的一些葡萄球菌落，明顯地被溶解掉了。這時弗萊明腦子裏已經有了溶菌酶的概念，特別是經曆失敗之後他得到了寶貴經驗，他決定將這些菌落進一步培養觀察，並做進一步深入的研究，於是發現盤尼西林的曆史開始了！
黴菌1928年10月30日，弗萊明鄭重地在筆記本上寫下了有關黴菌試驗的情況。弗萊明將黴菌在常溫下放入盤中培養了5天，再將其他多種生物培養液以條狀穿過菌落，然後再用培養液加以培養。他把結果記錄下來：“某些生物體直接朝黴菌生長，甚至越過並覆蓋住了黴菌，而葡萄球菌卻在黴菌前2.5厘米處停下了。”在隨後的一次試驗中，弗萊明在裝有混濁的葡萄球菌懸珠體瓶中又加入一些黴菌培養液，並進行培養觀察，3 小時之後懸珠體混濁液開始變清了。
弗萊明的那個灰色布麵的道林紙筆記本上，有這個一句世界皆知的話：“這表明在黴菌培養液中包含著對葡萄球菌有溶菌作用的某種物質。”這裏提到的“某種物質”後來被命名為盤尼西林。
1929 年 1～6 月，弗萊明和他的年輕助手裏德利、克萊道克一起研究了這種被命名為盤尼西林的黴菌的活動情況。盤尼西林能夠生存在許多種不同的生物體中，生命力極強，經過試驗證明它對活細胞無毒害作用，一係列試驗結果使弗萊明高興極了。他認為盤尼西林就是他長期夢寐以求的“完美無缺的抗菌劑”。
在血清存在的情況下，盤尼西林幾乎完全喪失殺菌的能力1929年5月10日，弗萊明將他有關盤尼西林的論文正式提交出版，這一版的複寫本就是收藏家千金以求的珍本。論文的發表並沒有立即給弗萊明帶來榮譽和地位，相反，盤尼西林試驗失敗的消息傳入他的耳中。一聽到這樣的信息，弗萊明的心猛地一下子抽緊了許多，在此刻，弗萊明是多麼害怕失敗，因為這將證明他以前做的工作白費了，然而一些試驗結果確實使弗萊明把盤尼西林作為一種全身或局部性抗菌劑的希望破滅。這些試驗顯示了盤尼西林的弱點，它必須花4個多小時才能把細菌殺死；在血清存在的情況下，它幾乎完全喪失殺菌能力；如果它通過靜脈注射到兔子身上，30分鍾之後就會消失在血液中，並不能穿過感染的組織，因而不能將表層下麵的細菌消滅……