A segunda metade do século XIX, portanto, é um momento de grandes confluências: aumento da população, da dinâmica migratória e de epidemias recorrentes junto ao desenvolvimento da medicina experimental e da consolidação de uma prática médica higienista, voltada para a intervenção no meio social.

Os trabalhos de Louis Pasteur sobre os microorganismos na fermentação das cervejas, elaborados a partir de 1854, são divisores de época em relação à compreensão do funcionamento dos corpos infinitamente pequenos, invisíveis a olho nú, os microorganismos que agem na matéria orgânica. Pasteur demonstrou que a fermentação dos vinhos e das cervejas era decorrente da atuação de microorganismos específicos e que a estagnação desse processo era devido à contaminação das bebidas por outros microorganismos. Mais tarde, comprovou que a contaminação poderia ser evitada com o aquecimento das bebidas a uma determinada temperatura. Com isso, Pasteur provou a impossibilidade do surgimento de organismos vivos em meios esterelizados. Essas pesquisas o aproximaram da medicina e da veterinária, novos estudos foram desenvolvidos e Pasteur passou a defender que grande parte das doenças contagiosas e dos processos infeciosos se deviam à ação de microorganismos causadores de doenças e que, para comabatê-los, era preciso tornar os organismos imunes à ação dos micróbios.

Outros pesquisadores do mesmo período também avançavam em pesquisas nessa direção, a exemplo de Robert Koch, que descobriu o bacilo causador do carbúnculo, desmonstrando sua origem microbiana. Assim, a partir dos anos de 1870, a microbiologia começava a se consolidar como uma nova disciplina científica e a influenciar as mudanças na forma de combater e controlar a propagação das doenças.

A aceitação paulatina dos postulados da microbiologia transformou o ensino e a formação na área médica, imprimiu mudanças na legislação e organização da saúde pública, alterou as práticas nos hospitais (arquitetura, serviços, indumentárias), estimulou a expansão das pesquisas e o desenvolvimento dos imunizantes (vacinas). A criação do Instituto Pasteur, em Paris, é um dos resultados concretos das pesquisas desevolvidas por Pasteur, e outros pesquisadores do período, sobre a relação entre microorganismos e doenças e as possibilidade de prevenção e cura. O Instituto Pasteur tornou-se um grande centro de pesquisas e de difusão das ciências experimentais e biomédicas para o mundo.

No Brasil, na década de 1880, foram iniciadas algumas pesquisas e desenvolvido o interesse em microbiologia na Faculdade de Medicina do Rio de Janeiro. Em 1888, foi criado o Instituto Pasteur, vinculado à Santa Casa de Misericórdia do Rio de Janeiro, sem ligação com o de Paris e antes mesmo da criação daquele, com o estímulo do Imperador Pedro II. O médico Augusto Ferreira dos Santos, professor de química mineral da Faculdade de Medicina, foi enviado para Paris com a finalidade de estudar a nova técnica de produção de vacina anti-rábica e introduzi-la no Brasil.

O Instituto Pasteur brasileiro foi equipado com todos os instrumentos mais modernos utilizados na Europa, para o seu pleno funcionamento. Ainda assim, as expectativas de que o Instuto seria um centro de pesquisas, irradiador dos novos conhecimentos em microbiologia e expansão para diferentes áreas, foram frustradas e a instituição se limitou ao preparo e aplicação do imunizante anti-rábico. Houve outras iniciativas de institutos bacteriológicos que se miraram no Instituto Pasteur de Paris, mas o que mais se destacou em termos de identificação foi Instituto Pasteur de São Paulo. Criado em 1903 por médicos paulistas, uma iniciativa não estatal, esteve voltado para a pesquisa bacteriológica, ensino e produção de imunizantes.

Sem uma incorporação plena das pesquisas microbiológicas, o combate às epidemias acontecia com ações híbridas baseadas nas teorias miasmáticas e contagionistas, até, pelo menos, a confirmação do agente transmissor do vírus da febre amarela, que alterou a abordagem profilática do serviço público de saúde.

As expectativas positivas para as intervenções médico-sanitárias se ampliaram com a emergência da bacteriologia. Esta maneira de ver o mundo natural motivou o estudo das causas de adoecimento e de morte a partir de um novo paradigma científico. A hipótese de que as doenças infecciosas fossem provocadas por pequenos `animalículos’, ‘sementes’ ou ‘vermes’ era antiga, porém, somente com o desenvolvimento da microbiologia é que foi possível a identificação de agentes causadores e transmissores de doenças. Com isso, políticas públicas sem precedentes foram implementadas pelo governo do Estado de São Paulo.

Instituições científicas foram criadas, munidas de interesse e empenho em pesquisas que procuravam atender às demandas da saúde pública. Trabalhavam cientistas e agentes de saúde na identificação das causas e dos meios de transmissão, e também no controle e na produção de vacinas e soros para prevenção e tratamento de doenças. Esses fatores contribuíram para o desenvolvimento das ciências biomédicas no Brasil antes mesmo da criação das universidades.