Après l’abdication de Napoléon III et la guerre contre la Prusse, Pasteur, fervent napoléonien, ne reprend que lentement ses recherches. Il entame une série d’études sur la bière et ses problèmes de fermentation. En 1875, après cinq ans d’expériences, il publie les «Etudes sur la bière et les conseils aux brasseurs». L’année suivante, Pasteur est candidat aux élections sénatoriales. Mais son programme, basé sur la défense de l’enseignement supérieur et de la recherche, ne satisfait pas les électeurs et il est battu. Ce revers n’entame pourtant pas son enthousiasme et les deux années suivantes se révèlent fastes.
En Angleterre, un médecin voit apparaître des micro-organismes dans un flacon d’urine bouillie et protégée de l’atmosphère. Ces problèmes de contamination seront rapidement réglés par l’équipe de Pasteur qui met au point le filtre Chamberland (un filtre en porcelaine qui retient les germes de l’eau), l’autoclave et le flambage des vases. En Allemagne, Robert Koch prouve par ses expériences qu’un type donné de microbe provoque un certain type de maladie. La découverte du staphylocoque par Pasteur suivra. Pendant six ans, le Français et l’Allemand étudient les maladies et leurs microbes. Les techniques permettant la culture pure des micro-organismes se perfectionnent. Koch développe la culture sur des milieux artificiels, technique dont la maîtrise échappe encore à Pasteur. Ce dernier s’intéresse donc plus aux maladies qu’il peut cultiver sur des organes : charbon des moutons, choléra des poules, rage des chiens.
En été 1879, Pasteur et ses collaborateurs, Roux et Duclaux, découvrent que les cultures vieillies du microbe du choléra injectées aux poules ne déclenchent pas la maladie. De plus, elles résistent à de nouvelles infections. Par ailleurs, Chamberland et Roux testent les effets de la chaleur sur la virulence des microbes du charbon et la durée de cet effet. Leurs résultats sont particulièrement probants et une démonstration est organisée. Le 5 mai 1881, un troupeau de moutons est vacciné. Le 2 juin, les résultats sont là : un véritable succès.
Pasteur a débuté ses recherches sur la rage en 1880, à la mort d’un enfant à l’hôpital Sainte-Eugénie. Mais alors que l’étude de la virulence de la maladie avance, l’agent pathogène lui échappe encore. Il semble pourtant que la moelle infectée et desséchée protège de la maladie. Le 6 juin 1885, Pasteur reçoit la visite de Marie-Angélique Meister dont le fils Joseph a été mordu par un chien soupçonné de porter la rage.
Il commence les injections et trois mois plus tard, l’enfant sauvé, Pasteur présente ses travaux à l’Académie des sciences qui lui offre un accueil enthousiaste. Le 1er mars 1886, sur 350 personnes vaccinées, une seule est décédée. L’Académie propose alors de créer un établissement destiné à traiter la rage après morsure. L’Institut Pasteur naît en 1888. Outil de recherche, de formation et de soins, l’établissement s’exporte rapidement en Australie et au Viêt-nam. Pasteur restera à la tête de l’Institut jusqu’à sa mort, le 28 septembre 1895.