Howard Florey dirigeait une grande équipe de chercheurs à la Sir William Dunn School of Pathology de l'Université d'Oxford. L'équipe avait auparavant travaillé sur le Lysozyme de Fleming et Florey avait lu l'article de Fleming qui décrivait les effets antibactériens de la pénicilline. En 1938 il voulut essayer de purifier trois substances prometteuses, en espérant qu'au moins une d'entre elles pourrait s'avérer utile. Une de ces trois substances était la pénicilline.
Ernst Chain trouva la façon d'isoler et de concentrer la pénicilline et il en théorisa correctement la structure. Peu de temps après que l'équipe eut publié ses premiers résultats en 1940, Fleming se présenta et demanda à voir où elle en était. Quand Chain lui eut demandé qui il était et que Fleming lui eut dit son nom, Chain s'écria « Je croyais que vous étiez mort ! ».
Norman Heatley eut l'idée de transférer dans l'eau le composant actif de pénicilline pour changer son acidité. Il put alors produire assez de médicament pour commencer à faire des tests sur les animaux.
Sir Henry Harris a dit en 1998 : « Sans Fleming, pas de Chain ni de Florey ; sans Chain, pas de Florey ; sans Florey, pas de Heatley; sans Heatley, pas de pénicilline ». De plus en plus de personnes s'impliquèrent dans l'équipe d'Oxford et, à un moment donné, c'est l'École Dunn entière qui se consacrait à la production de la pénicilline.
Après que l'équipe eut en 1940 mis au point une méthode pour obtenir enfin la pénicilline sous une forme stable et utilisable, plusieurs essais cliniques furent tentés, avec tant de succès que l'équipe chercha comment la produire en grande quantité pour la distribuer massivement en 1945.
Fleming était modeste quant à sa participation à cette découverte et, en évoquant sa gloire, parlait du « Mythe de Fleming » ; il réservait ses louanges à Florey et Chain qui avaient su transformer cette trouvaille de laboratoire en un médicament utilisable. Fleming avait tout de même été le premier à isoler la substance active, et lui avait donné son nom : pénicilline. C'est lui aussi qui pendant douze ans avait conservé, cultivé et distribué la moisissure originale, et jusqu'en 1940 il avait continué à tenter de convaincre tout chimiste assez habile de la préparer sous une forme stable, susceptible d'être produite en masse. Beaucoup de tentatives échouèrent dans l'entourage de Fleming quand on voulut stabiliser la substance avant que Florey, en 1938, eût organisé à Oxford une équipe de recherche biochimique nombreuse et expérimentée. C'est seulement alors qu'on put commencer ce travail immense et révolutionnaire.