Arbete med silkesmaskar
1862 valdes Pasteur in i Académie des Sciences och året därpå utnämndes han till professor i geologi, fysik och kemi vid École des Beaux-Arts (konsthögskolan). Kort därefter riktade Pasteur sin uppmärksamhet mot Frankrikes silkesmaskkris. I mitten av 1800-talet hade en mystisk sjukdom angripit franska silkesmaskodlingar. Det gick inte längre att producera silkesfjärilsägg i Frankrike och de kunde inte heller importeras från andra länder, eftersom sjukdomen hade spridit sig över hela Europa och invaderat Kaukasusregionen i Eurasien samt Kina och Japan. År 1865 var silkesmaskindustrin nästan helt förstörd i Frankrike och, i mindre utsträckning, i resten av Västeuropa. Pasteur visste praktiskt taget ingenting om silkesmaskar, men på begäran av sin tidigare mentor Dumas tog Pasteur hand om problemet, antog utmaningen och tog tillfället i akt att lära sig mer om infektionssjukdomar. Han blev snart en expert på silkesmaskförädling och identifierade de organismer som orsakade silkesmasksjukdomen. Efter fem års forskning lyckades han rädda silkesindustrin genom en metod som gjorde det möjligt att bevara friska silkesmaskägg och förhindra att de smittades av de sjukdomsframkallande organismerna. Inom ett par år var denna metod erkänd i hela Europa; den används fortfarande idag i silkesproducerande länder.
År 1867 avgick Pasteur från sina administrativa uppgifter vid École Normale Supérieure och utnämndes till professor i kemi vid Sorbonne, ett universitet i Paris. Trots att han 1868 blev delvis förlamad (vänster hemiplegi) fortsatte han sin forskning. För Pasteur innebar studiet av silkesmaskar en introduktion till problemet med infektionssjukdomar, och det var då han för första gången blev medveten om infektionsprocessernas komplexitet. Han var van vid laboratorieprocessernas beständighet och noggrannhet, men blev förbryllad av variabiliteten i djurlivet, som han hade kommit att inse genom att observera att enskilda silkesmaskar reagerade olika på sjukdomar beroende på fysiologiska faktorer och miljöfaktorer. Genom att undersöka dessa problem utvecklade Pasteur vissa epidemiologiska metoder som han hade stor nytta av några år senare när han behandlade sjukdomar hos djur och människor.