פיתוח חיסונים
בתחילת שנות השבעים של המאה העשרים, כבר רכש פסטר מוניטין רב וכבוד בצרפת, ובשנת 1873 הוא נבחר כחבר מקורב באקדמיה דה מדסין. עם זאת, הממסד הרפואי לא רצה לקבל את תורת הנבט שלו על מחלות, בעיקר מכיוון שמקורו בכימאי. עם זאת, במהלך העשור הבא פסטר פיתח את העיקרון הכללי של החיסון ותרם לביסוס האימונולוגיה.
התגלית החשובה הראשונה של פסטר במחקר החיסון הגיעה בשנת 1879 ועסקה במחלה שנקראה כולרה עוף. (כיום החיידקים הגורמים למחלה מסווגים בסוג פסטורלה.) פסטר אמר, "הסיכוי רק מעדיף את המוח המוכן", והיה זה תצפית מקרית שבאמצעותה גילה כי תרבויות של כולרה עוף איבדו את הפתוגניות שלה ושמרו "מנוחות" מאפיינים פתוגניים לאורך דורות רבים. הוא חיסל תרנגולות בצורה המנוכחת והדגים שהתרנגולות עמידות בפני הזן הארסי לחלוטין. מכאן ואילך, פסטר כיוון את כל עבודתו הניסויית לעבר בעיית החיסון ויישם עיקרון זה על מחלות רבות אחרות.
פסטר החל לחקור את האנתרקס בשנת 1879. באותה תקופה מגפת אנתרקס בצרפת ובכמה אזורים אחרים באירופה הרגה מספר גדול של כבשים, והמחלה תקפה גם את בני האדם. הרופא הגרמני רוברט קוך הודיע על בידודו של הבצלוס האנתרקס, אותו אישר פסטר. קוך ופסטר סיפקו באופן עצמאי ראיות ניסיוניות מוחלטות לכך שהאצארקס האנטרקס אכן היה אחראי לזיהום. זה ביסס היטב את תורת הנבט של המחלה, שהופיעה אז כתפיסת היסוד בבסיס המיקרוביולוגיה הרפואית.
פסטר רצה להחיל את עקרון החיסון על אנתרקס. הוא הכין תרבויות מוחלשות של הביצילוס לאחר שקבע את התנאים שהובילו לאובדן הארסיות של האורגניזם. באביב 1881 הוא זכה לתמיכה כלכלית, בעיקר מחקלאים, לביצוע ניסוי ציבורי רחב היקף לחיסון נגד אנתרקס. הניסוי התרחש בפולי-לה-פורט, שנמצא בפאתי הדרומית של פריז. פסטר חיסן 70 חיות משק, והניסוי זכה להצלחה מוחלטת. הליך החיסון כלל שתי חיסונים במרווחים של 12 יום עם חיסונים בעלי עוצמות שונות. חיסון אחד, מתרבית בעלת נגיף נמוך, ניתן למחצית הכבשים ובעקבותיו הגיע חיסון שני מתרבית ארסית יותר מהראשון. שבועיים לאחר החיסונים הראשוניים הללו, חוסנו הן את הכבשים המחוסנות והן את הכבשים המבקרות באמצעות זן אנתרקס ארסי. תוך מספר ימים כל כבשי הביקורת מתו, ואילו כל החיות המחוסנות שרדו. זה שכנע אנשים רבים שעבודתו של פסטר אכן תקפה.
בעקבות הצלחת ניסוי החיסון נגד אנתרקס, פסטר התרכז במוצאו המיקרוביאלי של המחלה. תחקיריו על בעלי חיים הנגועים על ידי חיידקים פתוגניים ומחקריו על המנגנונים החיידקים הגורמים להשפעות פיזיולוגיות מזיקות אצל בעלי חיים הפכו אותו לחלוץ בתחום הפתולוגיה הזיהומית. לעתים קרובות אומרים כי המנתח האנגלי אדוארד ג'נר גילה חיסון וכי פסטר המציא חיסונים. ואכן, כמעט 90 שנה לאחר שג'נר יזם חיסון נגד אבעבועות שחורות, פסטר פיתח חיסון נוסף - החיסון הראשון נגד כלבת. הוא החליט לתקוף את בעיית הכלבת בשנת 1882, שנת קבלתו לאקדמיה פרנסיס. כלבת הייתה מחלה איומה ונוראית אשר ריתקה את הדמיון העממי במשך מאות שנים בגלל מוצאה המסתורי והפחד שחולל. כיבוש זה יהיה המאמץ הסופי של פסטר.
פסטר חשד כי הסוכן שגרם לכלבת הוא חיידק (לאחר מכן התגלה הסוכן כנגיף, ישות שאינה חיה). זה היה קטן מכדי לראות אותו במיקרוסקופ של פסטר, ולכן ניסויים במחלה דרשו פיתוח מתודולוגיות חדשות לחלוטין. פסטר בחר לערוך את הניסויים שלו באמצעות ארנבים והעביר את החומר הזיהומי מבעלי חיים לבעלי חיים על ידי חיסונים תוך רחמיים עד שהשיג תכשיר יציב. על מנת להחליש את החומר הבלתי נראה, הוא ייבש את מיתרי עמוד השדרה של בעלי חיים נגועים עד שההכנה הפכה כמעט בלתי-ווירולית. מאוחר יותר הוא הבין שבמקום ליצור צורה של נחושת של הסוכן, הטיפול שלו למעשה ניטרל אותו. (פסטר תפס את ההשפעה המנטרלת כהשפעה הורגת על הסוכן, מכיוון שהוא חשד שהסוכן הוא אורגניזם חי.) לכן, בלי לדעת, הוא ייצר במקום מיקרואורגניזמים חיים מנוכחים, סוכן מנוטרל ופתח את הדרך ל פיתוח סוג חיסון שני, המכונה חיסונים לא פעילים.
ב- 6 ביולי 1885 חסן פסטר את ג'וזף מייסטר, ילד בן תשע שננשך על ידי כלב כלבי. החיסון היה כה מוצלח עד שהביא לפסטור תהילה ותהילה מיידית. מאות קורבנות נשיכה אחרים ברחבי העולם ניצלו לאחר מכן באמצעות החיסון של פסטר, ועידן הרפואה המונעת החל. קמפיין גיוס כספים בינלאומי הושק להקמת מכון פסטר בפריס, שחנכתו התקיימה ב- 14 בנובמבר 1888.
