Katonaorvosi tanulmányai befejezése után több évig hadisebészként szolgált, majd 1889-ben a berlini Higiéniai Intézetben Robert Koch mellett lett asszisztens. Itt fejlesztette ki a diftéria és a tetanusz elleni szérumterápiát. 1893-tól Halléban, majd 1895-től Marburgban volt a higiénia professzora. Ő vezette be az aktív immunizálást az orvosi gyakorlatban. S. Kitasatóval együtt 1904-ben kidolgozták a tetanusz szérumos megelőzését. 1901-ben elsőként őt tüntették ki az orvosi Nobel-díjjal. A kitüntetéssel `a szérumterápia terén végzett munkáját, különösen annak a diftéria elleni alkalmazását` ismerték el.