有一年，后来成为英国着名首相的丘吉尔还是个小孩子时，他跟随父亲到苏格兰亚尔郡看亲戚。
小丘吉尔闲来无事，就一个人跳进河里游泳。他正游得高兴，腿突然抽筋了，一个劲儿地往下沉，把他吓坏了，急忙大呼救命。一个农夫的孩子闻声跑过来，奋不顾身跳下水中，救起了丘吉尔。
丘吉尔的父亲想答谢这个名叫弗莱明的孩子，听说他非常好学，却因家里贫困，没有钱上学，便决定资助他。就这样，弗莱明考进了伦敦的圣玛丽医学院。说起来其中的原因很有趣，弗莱明酷爱打水球，而圣玛丽医院水球队的水平很高，所以他便选中这里上学。
当然，这只是弗莱明选择从医的原因之一。那是弗莱明小时候，有一天，他跟随母亲到医院去探望一位生病的亲戚，看着病人在病床上痛苦呻吟，忍不住问那人得了什么病，为什么会得这种病。站在一旁的护士说不清楚，好奇的小弗莱明又跑去问医生，居然医生也无法给他做出详细的解答。他对弗莱明说：“孩子，人们没有研究明白的病症还多着哪！”小弗莱明牢牢地记住了这句话，从此他暗自下定决心，要把各种各样的病症都研究清楚，为人类解除病痛。
弗莱明学习成绩很优异，毕业后医院把他留下来担任住院部医生。不久，医院的细菌部开始组建业余射击队，细菌部主任看上了弗莱明，就动员他参加射击队。就这样，弗莱明被调到细菌部，从医生变成了一个研究人员。
第一次世界大战爆发后，弗莱明被派到前线，参加战地救护工作。在战地医院里，他亲眼看到许多伤员因为伤口化脓感染而被迫截肢，还有很多战士伤口溃烂感染，眼看着病菌吞噬着他们的肌肉，侵入骨骼、血液，伤员们被折磨得奄奄一息，医生们却束手无策。当时医生所能使用的最好消炎药就是磺胺，但磺胺对白血球的杀伤力非常大，反倒会削弱病人的抵抗力，加快病人的死亡。怎么才能找到一种药物，既不伤害人体细胞，还能杀死微生物呢？弗莱明从自己的专业研究方向意识到，这是一个急切需要有人承担的重大使命。
大战结束后，弗莱明回到圣玛丽医学院细菌部的实验室，继续从事研究工作。他不喜欢空谈，只知道默默无言地工作，同事们都不重视他，许多人当面叫他小弗莱，还给他起了个外号，叫“苏格兰老古董”。
有一天，实验室主任赖特爵士主持例行的业务讨论会。实验室的一些工作人员口若悬河，说得头头是道，惟独弗莱明一言不发。赖特爵士有些不高兴，转过头来向他问道：“小弗莱，你有什么看法？”
“做。”弗莱明只说了一个字。他的潜台词是，与其不着边际地空谈，不如动手去做实验。
到了下午五点钟，赖特爵士又问他：“小弗莱，你现在有什么意见要发表吗？”
“茶。”原来，喝茶的时间到了。
这一天，弗莱明只说了这两个字，却做了一整天的实验。
1922年的一天，弗莱明正在做实验，突然觉得鼻子有些痒痒，他突发奇想，也许鼻涕中有些名堂，就别出心裁地挖出一些鼻涕，掺在细菌培养液里。两个星期后，他发现培养碟中有些地方一片空白，那正是涂过鼻涕的地方。看来，鼻涕中一定含有阻止细菌生长的东西！这一发现使弗莱明兴奋无比，接着他用眼泪代替鼻涕，竟然也产生了相同的效果。
为了能得到更多的眼泪做实验，他把柠檬对准自己的眼睛用力挤，让柠檬汁逼眼睛流泪水。即使这样，他一个人的眼泪也不够做实验的，便动员实验室的工人帮忙，可是工人们谁也不肯像他那样做。无奈之下，弗莱明就开出赏金：“你们给我眼泪，我给你们钱。每次三便士，怎么样？”眼泪居然也可以赚钱，工人们当然很高兴，纷纷动手按照他说的去做。
经过多次实验，弗莱明发现，除了鼻涕、眼泪外，人体中许多组织的分泌物都可以溶解甚至消灭某些细菌。这种物质在溶解消灭细菌的同时，对人体没有任何伤害。他称这种物质为溶菌酶。
1928年夏天，天气格外闷热，赖特爵士破例给大家放了一个避暑假。9月初，弗莱明回到了他离开多日的实验室。不经意间，他发现一只未经刷洗的培养器皿中长出了霉菌，培养液也受到污染，不能再用来做实验了。遇到这种情况，通常的做法就是将培养液一倒了之，但这一次弗莱明却没有这样做。他把培养器皿拿起来，对着亮光仔细观察，发现它的边缘有一层青灰色的霉菌。弗莱明把它拿到显微镜下观察，发现有青灰色霉菌的地方，金黄色的葡萄球菌消失了。
“奇怪，难道说这青灰色的东西能阻止细菌的生长和繁殖吗？”细心的弗莱明不会放过任何一个可疑的现象，他将这些青灰色的霉菌培养了许多，然后把过滤过的培养液滴到葡萄球菌中去。奇迹出现了，几小时内，葡萄球菌全部死亡。他又把培养液稀释10倍、100倍……直至800倍，逐一滴到葡萄球菌中，观察杀菌效果。他再次惊异地发现，不管怎样稀释，都能把葡萄球菌全部杀死。
这一天，弗莱明的一个助手被玻璃划伤了手，伤口开始化脓，肿得很厉害。他来向弗莱明请假，说要去医院看一下。弗莱明取来做实验用的霉菌培养液，涂在助手红肿的手背上，对他说：“不用去医院了，过几天就会好的。”
那个助手将信将疑地走了。仅仅过了一天，他就兴高采烈地跑进实验室，把那只受伤的手伸到弗莱明的眼前，兴奋地说：“先生，您的药真灵！瞧，我的手背好了。您用的是什么灵丹妙药啊？”
弗莱明答道：“我把它命名为盘尼西林！”因为它来自青霉菌类，所以又被称为青霉素。1928年9月15日，弗莱明在圣玛丽医学院把他的发现公布于众。起初，这个发现并未引起人们的重视，因为谁也说不清它对人类的健康有什么好处。弗莱明倒是预见到了青霉素如果能广泛应用于医学治疗领域中，必定会有光辉的前景，但是他不知道如何提纯青霉素。按当时的方法，提取出来的青霉素纯度非常低，要想提炼出能够治疗一个恶性病人的药，需要有装满一节火车车厢的培养液。这显然是不现实的。由于这个原因，在十几年中，青霉素一直无法应用到临床中，只能停留在实验室阶段。
20世纪30年代末，霍德华·瓦尔特·弗洛里和尼恩斯特·鲍里斯·钱恩这两位英籍医学研究家看到了弗莱明的论文，就动手重复了弗莱明的实验。在证实了这一发现的正确性后，他们决定想办法提纯这种神奇的物质。他们先用玉米汁培养霉菌，使得青霉素的含量一下提高了10倍。后来，他们在一个烂西瓜上找到了青霉菌，使青霉素的产量从每立方厘米40个单位猛增到200个单位。
1941年2月，一位纽约警察的血液受到葡萄球菌的感染，生命垂危，情况十分危急。在以前，这种病人几乎没有生存的希望，而当成为全世界第一个接受青霉素注射的人后，仅仅过了24个小时，他的病况便大为好转。在美国伯利汉城的柏西乃尔陆军医院，医生们用青霉素在209名病人身上做了实验，在当时的医疗条件下，这些病人本来都被宣判了“死刑”。可是靠着这种神奇的药物，竟有206人活了下来。
消息传开后，全人类为之欢欣鼓舞。但由于青霉素来之不易，起初像黄金一样贵重，只能作为伤员的专用品。一直到1944年，青霉素才在英美两国得到普遍使用。二战后，青霉素更是风靡全球，家喻户晓了。
第二次世界大战期间，有一次英国首相丘吉尔出访非洲，不幸患上了肺炎。肺炎在当时属绝症，无药可治。就在丘吉尔的生命受到威胁的时候，弗莱明带着青霉素从英国赶来了，几针下去，就治好了丘吉尔的病。丘吉尔紧紧地握住弗莱明的手，说：“谢谢您给了我两次生命！”
弗莱明微笑着回答：“不用客气，第一次是我救了您，但那一次您父亲也救了我。”