Trabajo con gusanos de seda
En 1862, Pasteur fue elegido miembro de la Académie des Sciences, y al año siguiente fue nombrado profesor de geología, física y química en la École des Beaux-Arts (Escuela de Bellas Artes). Poco después, Pasteur se ocupó de la crisis de los gusanos de seda en Francia. A mediados del siglo XIX, una misteriosa enfermedad había atacado los criaderos de gusanos de seda franceses. Los huevos de gusanos de seda ya no podían producirse en Francia, y tampoco podían importarse de otros países, ya que la enfermedad se había extendido por toda Europa y había invadido la región del Cáucaso de Eurasia, así como China y Japón. En 1865, la industria del gusano de seda estaba casi completamente arruinada en Francia y, en menor medida, en el resto de Europa occidental. Pasteur no sabía prácticamente nada de gusanos de seda, pero, a petición de su antiguo mentor Dumas, se hizo cargo del problema, aceptando el reto y aprovechando la oportunidad de aprender más sobre las enfermedades infecciosas. Pronto se convirtió en un experto criador de gusanos de seda e identificó los organismos que causaban la enfermedad de los gusanos de seda. Tras cinco años de investigación, consiguió salvar la industria de la seda gracias a un método que permitía conservar los huevos sanos de los gusanos de seda y evitar su contaminación por los organismos causantes de la enfermedad. En un par de años, este método fue reconocido en toda Europa; aún hoy se utiliza en los países productores de seda.
En 1867, Pasteur renunció a sus funciones administrativas en la École Normale Supérieure y fue nombrado profesor de química en la Sorbona, una universidad de París. Aunque en 1868 quedó parcialmente paralizado (hemiplejía izquierda), siguió investigando. Para Pasteur, el estudio de los gusanos de seda constituyó una iniciación al problema de las enfermedades infecciosas, y fue entonces cuando tomó conciencia por primera vez de la complejidad de los procesos infecciosos. Acostumbrado como estaba a la constancia y precisión de los procedimientos de laboratorio, se sintió desconcertado por la variabilidad de la vida animal, que había llegado a reconocer a través de su observación de que los gusanos de seda individuales diferían en su respuesta a la enfermedad dependiendo de factores fisiológicos y ambientales. Al investigar estos problemas, Pasteur desarrolló ciertas prácticas de epidemiología que le sirvieron unos años más tarde cuando se ocupó de las enfermedades animales y humanas.