Werk met zijderupsen
In 1862 werd Pasteur gekozen tot lid van de Académie des Sciences, en het jaar daarop werd hij benoemd tot hoogleraar geologie, natuurkunde en scheikunde aan de École des Beaux-Arts (School voor Schone Kunsten). Kort daarna richtte Pasteur zijn aandacht op de Franse zijderupscrisis. In het midden van de 19e eeuw had een mysterieuze ziekte de Franse zijderupskwekerijen aangetast. Zijderupseneieren konden in Frankrijk niet meer worden geproduceerd en zij konden ook niet meer uit andere landen worden ingevoerd, aangezien de ziekte zich over heel Europa had verspreid en ook de Kaukasus-regio van Eurazië was binnengedrongen, evenals China en Japan. In 1865 was de zijderupsindustrie in Frankrijk en, in mindere mate, in de rest van West-Europa bijna volledig geruïneerd. Pasteur wist vrijwel niets over zijderupsen, maar op verzoek van zijn vroegere mentor Dumas nam hij het probleem op zich. Hij nam de uitdaging aan en greep de gelegenheid aan om meer te leren over besmettelijke ziekten. Hij werd al snel een expert in het kweken van zijderupsen en identificeerde de organismen die de zijderupsziekte veroorzaakten. Na vijf jaar onderzoek slaagde hij erin de zijde-industrie te redden met een methode die het mogelijk maakte gezonde zijderupseneieren te bewaren en te voorkomen dat deze werden besmet met de ziekteverwekkende organismen. Binnen enkele jaren werd deze methode in geheel Europa erkend; zij wordt thans nog toegepast in zijdeproducerende landen.
In 1867 nam Pasteur ontslag uit zijn administratieve functie aan de École Normale Supérieure en werd benoemd tot hoogleraar scheikunde aan de Sorbonne, een universiteit in Parijs. Hoewel hij in 1868 gedeeltelijk verlamd raakte (linker hemiplegie), zette hij zijn onderzoek voort. Voor Pasteur was de studie van zijderupsen een eerste kennismaking met het probleem van de besmettelijke ziekten, en het was toen dat hij zich voor het eerst bewust werd van de complexiteit van besmettelijke processen. Gewend als hij was aan de constantheid en nauwkeurigheid van laboratoriumprocedures, was hij verbaasd over de variabiliteit van het dierlijk leven, die hij had leren onderkennen door zijn observatie dat individuele zijderupsen verschillend reageerden op ziekte, afhankelijk van fysiologische en omgevingsfactoren. Door deze problemen te onderzoeken ontwikkelde Pasteur bepaalde praktijken van epidemiologie die hem enkele jaren later goed van pas kwamen toen hij zich bezighield met ziekten bij mens en dier.