Pirmojo antibiotiko atradimas buvo priskirtas anglų bakteriologui Aleksandrui Flemingui 1928 m. Tačiau, be nuodėmės patriotizmo, galime pasakyti, kad tam tikra prasme Flemingas buvo italų mokslininkai Bartolomeo Gosio ir Vincenzo Tiberio.
1892 m. Tiberijus pastebėjo, kad vanduo jo šulinėliuose paprastai buvo geriamas, bet po šulinio valymo, pašalinus žalsvai pelėsius, plačiai pasiskirstytus ant sienų, vanduo sukėlė nemalonius enterokolitus. Tada, kai buvo reformuotos pelėsiai, vanduo vėl buvo geriamas.
1895 m. Tiberius savo tyrimus in vitro ir in vivo paskelbė apie iš šių formų gautų vandeninių ekstraktų baktericidinę galią ir padarė išvadą, kad aptariami ekstraktai turėjo prevencinį ir terapinį poveikį.
1896 m. Italijos higienistas Bartolomeo Gosio (1863–1944) nustatė, kad Penicillium genties pelėsių gaminama medžiaga slopina bakterijų augimą ir todėl gali būti naudojama gydymui. Gosio buvo pirmasis, kuris iš penicillio išskyrė kristalinės medžiagos antibiotiką. Ši medžiaga, žinoma kaip mikofenolio rūgštis, gydymo metu nenaudojama dėl savo toksiškumo.
Po kelerių metų, 1928 m., Anglų bakteriologas Aleksandras Flemingas (1881-1955) kultūrinėje terpėje, kurioje buvo sėklų stafilokokai, pastebėtas vienintelis reiškinys. Viduje plokštelė iš tikrųjų buvo netyčia išsiliejusi iš bendrojo pelėsių Penicillium rubrum (vėliau klasifikuojama kaip P. notatum ) sporos, kuri aplink jį sukėlė halogeną, kuriame buvo slopinama ir ištirpinama stafilokokai. Flemingas suvokė, kad nagrinėjamasis pelėsias gamina natūralų antibiotiką, galintį užkirsti kelią ar užkirsti kelią Staphylococcus aureus vystymuisi, ir suteikė jam penicilino pavadinimą.
Nuo Flemingo atradimo praėjo daugiau nei dešimt metų - Ernst Chain ir Howard Walter Florey tyrimų dėka pavyko sutelkti ir valyti veikliąją medžiagą. Visiems trims mokslininkams Nobelio medicinos premija buvo pripažinta 1945 m.
Penicilinas buvo plačiai naudojamas 1943 m. Amerikos farmacijos pramonėje ir buvo plačiai naudojamas paskutiniais II pasaulinio karo metais. Nuo to momento mokslas suteikė daugybę antibiotikų: 1944 m. Buvo sukurtas streptomicinas, ypač veiksmingas prieš tuberkuliozę; 1947 m. buvo chloramfenikolio, veiksmingo nuo vidurių šiltinės; 1948 m. buvo pradėtas aureomicinas, veiksmingas prieš pneumoniją ir kitas infekcijas; 1949 m. neomicinas ir 1950 m. tetramicinas, kitas plataus spektro antibiotikas.
