Pada 1865, industri ulat sutera hampir sepenuhnya hancur di Prancis dan berada pada tingkat lebih rendah di seluruh Eropa barat. Pasteur hampir tidak tahu apa-apa tentang ulat sutera, tetapi atas permintaan mantan mentornya, Dumas, Pasteur mengambil alih masalah itu, menerima tantangan itu dan memanfaatkan kesempatan untuk mempelajari lebih lanjut tentang penyakit menular.
Dia menjadi peternak ulat sutera yang ahli dan mengidentifikasi organisme yang menyebabkan penyakit. Setelah lima tahun penelitian, dia berhasil menyelamatkan industri ulat sutera melalui metode yang memungkinkan pelestarian telur ulat sutera yang sehat dan mencegah kontaminasi mereka oleh organisme penyebab penyakit.
Dalam beberapa tahun, metode yang dilakukan Pasteur diakui di seluruh Eropa dan bahkan menurut ensiklopedia Britannica, masih digunakan sampai sekarang di negara-negara penghasil ulat sutera.
Pada tahun 1867, Pasteur mengundurkan diri dari tugas-tugas administrasi di École Normale Supérieure dan diangkat sebagai profesor kimia di Sorbonne, sebuah universitas di Paris. Meskipun lumpuh sebagian (hemiplegia kiri) pada tahun 1868, dia melanjutkan penelitiannya.
Bagi Pasteur, penelitian tentang ulat sutera merupakan inisiasi ke dalam masalah penyakit menular, dan pada saat itulah ia pertama kali menyadari kompleksitas proses infeksi.