trải qua nhiều tháng tại Berlin để quan sát cách điều trị tại bệnh viện Charité và tham dự những bài giảng
của vị bác sĩ nổi tiếng nhất của Đức thời bấy giờ,
Rudolf Virchow (1821-1902), người khai sinh ra môn bệnh lý học tế bào.
Có phần lãng mạn, mặc dù tính tình khá lạnh lùng, lúc đầu Koch chỉ mong được làm bác sĩ trên tàu thủy
hoặc bác sĩ phẫu thuật quân y, nhưng ông ta từ bỏ mục tiêu này khi đính hôn với Emmy Fraatz. Vị trí đầu
tiên của ông là y sĩ trợ lý tại Bệnh viện Đa khoa Hamburg đã giúp ông một số kinh nghiệm khi làm việc
với bệnh tả, chứng bệnh mà ông gặp lại sau này. Năm 1867, sau khi tìm được một chỗ làm khác và mở
được một phòng mạch tư khiêm tốn, ông cưới Emmy và dường như sắp phải bị cột suốt đời tại vùng thôn
quê với chân thầy thuốc đa khoa và bác sĩ phụ trách y tế của một thị trấn. Khi chiến tranh Pháp - Phổ xảy
ra năm 1870, Koch gia nhập vào quân y. Cũng giống như nhiều bác sĩ khác, Koch phát hiện ra rằng chiến
tranh quả thực là một trường y tuyệt vời. Kinh nghiệm với sốt thương hàn và các vết thương chiến
trường đã giúp rất nhiều cho công việc nghiên cứu của ông sau này. Mặc dù công việc bận rộn, Koch vẫn
tìm được thời gian dành cho các thú vui như lịch sử tự nhiên, khảo cổ học, chụp ảnh và nghiên cứu các
vấn đề liên quan đến vệ sinh, y tế công cộng và vi trùng học.
Một chuyến đi năm 1875 để tham dự một số hội nghị y học và thăm các phòng thí nghiệm khoa học đã
động viên ông đi vào con đường nghiên cứu khoa học. Vì thế, khi bệnh than xuất hiện tại thị trấn ông
làm việc, Koch bắt tay nghiên cứu mối liên hệ giữa vi trùng và chứng bệnh. Bệnh than chủ yếu là một
bệnh của cừu và trâu bò, nhưng có nhiều thể bệnh xảy ra ở người: như những chỗ loét khu trú trên da tạo
thành các mụn mủ, một thể bệnh nguy hiểm gọi là bệnh than thể tiêu hóa và bệnh viêm phổi ác tính là
bệnh của công nhân chải sợi len. Những người ủng hộ thuyết vi trùng gây bệnh đã chú ý đặc biệt đến
bệnh than và một loại trực khuẩn tương đối lớn liên quan đến bệnh này. Franz Pollender (18001879) đã
từng thấy vi trùng này trong máu các nạn nhân bệnh than từ năm 1849, nhưng mãi đến năm 1855 mới
công bố phát hiện của mình. Pierre Rayer (1793-1867) cho rằng đã từng thấy trực khuẩn trong máu cừu
mà ông ta đã tiêm bằng máu lấy ở con vật chết vì bệnh than. Tuy nhiên, Casimir Joseph Davaine (1812-
1882) mới chính là người đầu tiên trình bày bằng chứng rõ ràng, dù rằng hơi gián tiếp, mối liên hệ giữa
trực khuẩn và bệnh than. Davaine chứng minh rằng khi tiêm máu lấy từ nạn nhân bệnh than sẽ làm lây
truyền bệnh than cho động vật thí nghiệm. Năm 1863, Davaine công bố nhiều tài liệu về tính lây nhiễm
của những thể “dạng như sợi chỉ” xuất hiện trong máu của các con vật sắp chết vì bệnh than. Những trực
khuẩn tương tự cũng có thể tìm thấy trên các mụn mủ ác tính ở người. Những thí nghiệm này đều có tính
gợi ý nhưng thiếu thuyết phục; Davaine không phân lập được và làm tinh khiết được trực khuẩn bệnh
than cũng như đáp ứng các tiêu chuẩn chứng cứ như Jacob Henle đề nghị.
Năm 1876, Koch đã lấy được mẫu nuôi cấy Bacillus anthracis và trình bày tỉ mỉ vòng đời của trực khuẩn
này cũng như diễn biến tự nhiên của bệnh. Giống như Davaine, Koch đã cấy chuyển trực khuẩn bệnh
than từ trâu bò bị nhiễm sang thỏ và chuột nhắt. Khác với những người đi trước, Koch phát hiện rằng
mình có thể nuôi trực khuẩn này bên ngoài cơ thể của động vật còn sống. Sử dụng một chất dịch lỏng lấy
từ con thỏ hoặc từ trâu bò làm môi trường cấy, Koch có thể tạo và tinh chế các môi trường cấy vi khuẩn,
sau đó có thể tiêm vào các động vật thí nghiệm. Những môi trường thí nghiệm này cũng sản xuất vi
khuẩn than như thể mẫu máu lấy từ một con vật nuôi bị mắc bệnh tự nhiên mà trước đây đã được sử
dụng. Nhằm duy trì lúc nào cũng có vật liệu chứa vi khuẩn bệnh than mới và để xác định liệu con vi
khuẩn này có thay đổi sau một số thế hệ hay không, Koch thực hiện một loạt các đợt tiêm từ chuột sang
chuột. Ngay cả khi trực khuẩn này được truyền qua 20 lượt chuột nhắt, chúng vẫn giữa nguyên hình
