Fleming a háború után már élesben, orsovként paraktizált hazájában, Nagy-Britanniában. Ám mindeközben igaz szerelmének, a baktériumok ekkor még gyerekcipőben járó kutatásának hódolt.
Egy kórházban volt saját irodája is, ahol az őrizetlenül hagyott Petri-csészéit szennyeződés érte egy hosszú pihenése után. A használhatatlan minták megsemmisítésére készült, amikor észrevette, hogy az egyik csészén vígan éldegél egy penészgomba, miközben a baktériumok körülötte már eltávoztak a másvilágra.
Fleminget persze felvillanyozta a spontán jött felfedezés, így boldogan szaporítgatta a penészt, illetve vizsgálgatta a mintapéldányokat.
Rájött ugyanis a kulcsfontosságú jelentőségre: képes volt a baktériumok nagy részét elpusztítani az újsütetű barátjával. Ez a sor véletlen, illetve az elhivatott kitartás egy nem feltétlenül könnyű úton, de valamivel később elvezette az emberiséget a gyógyszeripar talán legnagyobb csodájához, a penicillin alkalmazásához.
Tulajdonképpen az orvostudományt is megváltoztatta ez a felfedezés, a mai napig ezrek és milliók életét menti meg egy-egy erőteljes antibiotikumkúra. Mindez pedig elképzelhetetlen lett volna Fleming nélkül.
Továbbá érdemes megjegyezni, hogy egy gyümölcs is fontos szerepet játszott, és játszik is a mai napig a penicillin előállításában. Ernest Chain és Howard Florey csak több, mint egy évtizeddel Fleming alapkutatása után jutott el a legjobb forrásig.
A két tudós együtt próbálta izolálni a penészgomba legtökéletesebb "gazdatestét", amelyet végül nem más szolgáltatott, mint a világ egyik legkedveltebb gyümölcse, a sárgadinnye.
A főleg forró és hosszú nyarakkal bíró országokban megtermő tökféle az elképzelés szerint minél édesebb, annál finomabb.
És ugyanez igaz a penicillin képző képességére is. A három szakértő együtt kapott végül Nobel-díjat 1945-ben.