Trước đầu thế kỷ 20, các cách trị nhiễm trùng chủ yếu dựa trên các phương pháp y học dân gian. Các hỗn hợp với các đặc tính kháng khuẩn đã được sử dụng trong điều trị nhiễm khuẩn đã được phát hiện cách đây hơn 2000 năm.[1] Nhiều nền văn hóa cổ, bao gồm Hy Lạp cổ đại và Ai Cập cổ đại sử dụng nấm mốc được chọn lọc đặc biệt và nguyên liệu thực vật và chiết xuất để trị nhiễm khuẩn.[2][3] Các quan sát gần đây hơn được thực hiện trong phòng thí nghiệm về kháng sinh giữa các vi sinh vật đã đưa đến những phát hiện về các kháng sinh tự nhiên được tạo ra từ vi sinh vật. Louis Pasteur nhận xét, "nếu chúng ta có thể can thiệp vào sự đối lập giữa các vi khuẩn được quan sát, có thể sẽ có nhiều hi vọng lớn trong các phương pháp điều trị".[4]

Năm 1895, Vincenzo Tiberio, nhà vật lý học ở đại học Naples đã phát hiện rằng một loại nấm mốc (Penicillium) trong nước có hoạt động kháng khuẩn tốt.[5][6]

Sau khi hợp chất hóa trị ban đầu tỏ ra có hiệu quả, những hợp chất khác cũng được theo đuổi cùng dòng điều trị, nhưng nó không được thực hiện cho đến năm 1928, khi Alexander Fleming quan sát kháng sinh chống lại vi khuẩn từ một loài nấm trong chi Penicillium. Fleming công nhận ảnh hưởng gián tiếp từ một hợp chất kháng sinh có tên là penicillin, và các tính chất kháng sinh của nó có thể được khai thác cho phương pháp hóa trị. Ban đầu ông ta miêu tả một số đặc tính sinh học của nó, và cố gắng sử dụng các điều chế thô để trị một số trường hợp nhiễm khuẩn, nhưng ông không thể thuyết phục cho việc phát triển nó trong tương lai mà không cần sự trợ giúp của các nhà hóa học đã qua đào tạo.[7][8]