30 de Octubre de 1928, en Gran Bretaña, según consta en el cuaderno de laboratorio de Alexander Flemming, una placa de cultivo llama su atención; la penicilina.

En 1927, Fleming había estado investigando las propiedades de los estafilococos . Ya era bien conocido por su trabajo anterior y había desarrollado una reputación como un investigador brillante. En 1928, estudió la variación de Staphylococcus aureus cultivado en condiciones naturales, después del trabajo de Joseph Warwick Bigger, quien descubrió que la bacteria podía crecer en una variedad de tipos (cepas). 

El 3 de septiembre de 1928, Fleming regresó a su laboratorio después de pasar unas vacaciones con su familia en Suffolk. Antes de partir para sus vacaciones, inoculó estafilococos en placas de cultivo y las dejó en un banco en un rincón de su laboratorio. 

A su regreso, Fleming notó que un cultivo estaba contaminado con un hongo y que las colonias de estafilococos que rodeaban al hongo habían sido destruidas, mientras que otras colonias de estafilococos más lejanas eran normales, y dijo: “Eso es gracioso”.  Fleming mostró el cultivo contaminado a su ex asistente Merlin Pryce, quien le recordó: “Así es como descubrió la lisozima”. Identificó el moho como perteneciente al género Penicillium . Sospechaba que era P. chrysogenum, pero un colega Charles J. La Touche lo identificó como P. rubrum. (Posteriormente se corrigió como P. notatum y luego se aceptó oficialmente como P.; pero finalmente en 2011, se resolvió como P. rubens. ) 

Fleming hizo crecer el moho en un cultivo puro y descubrió que el caldo de cultivo contenía una sustancia antibacteriana. Investigó su efecto antibacteriano en muchos organismos y notó que afectaba a bacterias como los estafilococos y muchos otros patógenos grampositivos que causan escarlatina , neumonía , meningitis y difteria , pero no la fiebre tifoidea o la fiebre paratifoidea , que son causadas por Bacterias gramnegativas , para las que buscaba una cura en ese momento. También afectó a Neisseria gonorrhoeae , que causa gonorrea., aunque esta bacteria es gramnegativa. 

Después de algunos meses de llamarlo “jugo de moho” o “el inhibidor”, el 7 de marzo de 1929 le dio el nombre de penicilina a la sustancia antibacteriana presente en el moho.

Como curiosidad comentar que el laboratorio en el que Fleming descubrió y probó la penicilina se conserva como el Museo del Laboratorio Alexander Fleming en el Hospital St. Mary, Paddington . La fuente del contaminante fúngico se estableció en 1966 como proveniente de la habitación de La Touche, que estaba directamente debajo de la de Fleming.