L’Institut Pasteur a été fondé en 1887 par Louis Pasteur, le scientifique français dont les premières expériences sur la fermentation (réalisées pour les industries de la bière) menèrent à la recherche d’avant-garde en bactériologie. Pasteur, scientifique extraordinaire, découvrit le principe de la stérilisation qui nous est connu aujourd’hui sous le nom de pasteurisation. Ces découvertes conduisirent à la pratique universelle de l'antisepsie chirurgicale. Il a aussi développé des techniques de vaccination pour contrôler les infections bactériennes et un vaccin efficace pour traiter la rage.
Louis Pasteur était autant impliqué par la recherche fondamentale que par ses applications pratiques. Dès que son institut fut créé, Pasteur y réunit des scientifiques de différentes spécialités. Les cinq premiers départements furent dirigés par deux normaliens : Émile Duclaux (recherche générale en microbiologie) et Charles Chamberland (recherche sur les microorganismes appliquée à l’hygiène), un biologiste, Ilya Ilitch Metchnikov (recherche en morphologie des microorganismes) et deux médecins, Joseph Grancher (rage) et Émile Roux (recherche en technique microbienne). Une année après l'inauguration de l’Institut, Roux mit au point le premier cours de microbiologie jamais enseigné au monde, appelé alors Cours de microbie technique.
Les successeurs de Pasteur ont maintenu la tradition, comme on peut le voir en étudiant l'histoire unique des réalisations de l’Institut Pasteur :
- Émile Roux et Alexandre Yersin ont découvert le mécanisme d’action de Corynebacterium diphtheriae et comment traiter la diphtérie avec des antitoxines.
- Alexandre Yersin découvrit en 1894 l’élément pathogène de la peste bubonique, Yersinia pestis;
- Paul-Louis Simond découvrit en 1898 le rôle de la puce dans la transmission de la peste
- Albert Calmette et Camille Guérin découvrirent comment cultiver le bacille de la tuberculose, Mycobacterium tuberculosis (connu sous le nom de BCG ou Bacille de Calmette et Guérin) et développèrent en 1921 le premier vaccin antituberculeux efficace.
- Alphonse Laveran obtint en 1907 le Prix Nobel pour ses recherches sur le rôle des protozoaires comme responsables de certaines maladies, notamment sa découverte de la Malaria, comme parasite du sang (recherches menées en collaboration avec le professeur Félix Mesnil).
- Ilya Ilitch Metchnikov reçu le prix Nobel en 1908 pour ses contributions dans la compréhension scientifique du système immunitaire.
- Constantin Levaditi et Karl Landsteiner démontrèrent en 1910 que la poliomyélite est due à un virus filtrant.
- Félix d'Hérelle découvrit en 1917 le bactériophage, un virus qui se répand uniquement à l’intérieur des bactéries.;
- Jules Bordet reçut le prix Nobel en 1919 pour ses découvertes sur le système immunitaire, spécialement sur les implications des anticorps et sur les mécanismes de l’action du complément.
- Charles Nicolle reçut le prix Nobel en 1928 pour sa résolution du mystère de la transmission du typhus, spécialement en déterminant le rôle du pou.
- Jean Laigret développa en 1932 le premier vaccin pour la fièvre jaune;
- Jacques et Thérèse Tréfouël, Federico Nitti et Daniel Bovet découvrirent en 1935 les propriétés thérapeutiques des sulfamides.
- André Lwoff établit en 1951 l’existence des provirus.
- Pierre Lépine développa en 1954 l’un des premiers vaccins antipolio
- Jean-Pierre Changeux isola en 1970 le premier récepteur d’un neurotransmetteur, le récepteur acétylcholine.
- Luc Montagnier, Jean-Claude Chermann et Françoise Barré-Sinoussi découvrirent en 1983 et en 1985 les deux virus VIH qui sont responsables du SIDA, ce pour quoi Luc Montagnier et Françoise Barré-Sinoussi reçoivent le prix Nobel de médecine en 2008.
Une erreur importante de l'Institut fut d’ignorer, en 1897, le mémoire de Ernest Duchesne sur l'utilisation de Penicillium glaucum pour soigner les infections. L'exploitation précoce de cette découverte aurait pu sauver des millions de vies, tout particulièrement lors de la Seconde Guerre mondiale.
En France, une nouvelle ère de médecine préventive a été rendue possible par des développements de l’Institut Pasteur comme les vaccins contre la tuberculose, la diphtérie, le tétanos, la fièvre jaune, la poliomyélite et l’hépatite B. La découverte des sulfonamides ou sulfamidés, par J. et Th. Tréfouël, F. Nitti et Daniel Bovet, dans le laboratoire d'Ernest Fourneau, et leur utilisation dans le traitement des infections fut un nouveau progrès. Quelques chercheurs obtinrent la gloire en découvrant les antitoxines et, en 1957, Daniel Bovet reçut le prix Nobel pour ses découvertes sur les antihistaminiques synthétiques et les composants du curare.
Depuis la Seconde Guerre mondiale, les chercheurs de Pasteur se sont essentiellement concentrés sur la biologie moléculaire. Leurs réussites ont été reconnues en 1965, lorsque le prix Nobel a été attribué collectivement à François Jacob, Jacques Monod et André Lwoff pour leurs travaux sur la régulation des virus. En 1985, le premier vaccin humain obtenu par génie génétique à partir de cellules animales, le vaccin contre l’hépatite B, a été développé par Pierre Tiollais et ses collaborateurs.