Khi tất cả các nguồn lực của Anh đều dồn cho chiến tranh, rõ ràng là các công ty dược của Anh không
thể đưa ra một thứ thuốc mới. Florey buộc phải tìm sự giúp đỡ của người Mỹ. Con đường của penicillin
từ một sự hiếu kỳ trong phòng thí nghiệm đến sự sản xuất quy mô công nghiệp quả là đầy trắc trở, không
phải chỉ thuần là các vấn đề khoa học và kỹ thuật. Việc nghiên cứu về penicillin có liên quan chặt chẽ
đến các nhu cầu và mục đích quân sự. Điều không thể tránh khỏi là do những thử nghiệm ban đầu tiến
hành trong vòng bí mật cho nên làm cho đám phóng viên chú ý và từ đó tạo ra lắm tin đồn. Trong hai
năm ròng, Florey đi Mỹ nhiều lần, và có 16 công ty tham gia sản xuất penicillin và các thử nghiệm lâm
sàng quy mô lớn cũng được triển khai. Khi hàng trăm bệnh nhân được điều trị bằng penicillin, các nhà
nghiên cứu trở nên lạc quan hơn về tiềm năng điều trị của thuốc này. Penicillin có hiệu quả trong điều trị
bệnh giang mai, lậu, và những nhiễm trùng do phế cầu, tụ cầu và liên cầu. Penicillin được ca ngợi là
thuốc bá bệnh sẽ chữa cho quân đội khỏi bệnh hoa liễu và các vết thương chiến trường. Khi nguồn cung
cấp bị giới hạn, các nhà chức trách quân sự phải quyết định sẽ dùng thuốc này cho những ai bị thương
trên chiến trường hoặc “bị thương” trong nhà thổ.
Trong bài phát biểu khi nhận giải Nobel muộn của mình, Domagk cho rằng những khác biệt về tỷ lệ tử
vong của lính Mỹ trong hai thế chiến là do vai trò của thuốc sulfonamides và penicillin. Dĩ nhiên, nhiều
khía cạnh của điều kiện chiến trường, như vũ khí, quân y, phẫu thuật và vệ sinh đã thay đổi trong thời
gian giữa hai trận thế chiến, nhưng sự khác biệt giữa các quốc gia tiếp cận với penicillin và các quốc gia
không có, đã phản ánh ít nhất phần nào vai trò của kháng sinh. Điều ngược đời là, Florey tỏ ra thận trọng
hơn Domagk trong việc đánh giá tác động của penicillin đối với tử vong chiến trận. Florey cảnh báo rằng
sự so sánh trực tiếp các con số tử vong thô có thể dẫn tới sai lạc, bởi vì trong nhiều trường hợp, các liệu
pháp mới và các kỹ thuật tải thương chiến trường đã kéo dài sự sống cho các thương binh đáng lẽ chết
trong những cuộc chiến tranh trước. Điều này đã sinh ra những vấn đề càng ngày càng rắc rối và nan giải
trong việc sửa chữa và phục hồi.
Khi chiến tranh chấm dứt, mặc dù các hãng dược của Anh và Mỹ đã bán hàng triệu đơn vị penicillin, vẫn
có một thị trường chợ đen phồn thịnh bán những lọ penicillin đã sử dụng và đổ đầy trở lại những thứ hóa
chất vô giá trị với giá hàng trăm đô la. Đến năm 1948, các nhà máy dược trên khắp thế giới đều sản xuất
penicillin. Khi penicillin dồi dào, nhiều bác sĩ chấp nhận các phác đồ điều trị làm người ta nhớ lại cái
thời gọi là nền y học mạnh tay. Penicillin được kết hợp với bismuth, arsenic, sulfonamide và những thứ
thuốc khác, và được tiêm vào nhiều lần trong ngày vào những thời điểm nhất định. Nghiên cứu sâu hơn
cho thấy rằng chỉ cần một liều penicillin duy nhất cũng đủ hiệu quả điều trị cho một số bệnh. Hứa hẹn
mỗi liều duy nhất có thể chữa được những bệnh quan trọng lây truyền qua đường tình dục đã khiến cho
các nhà đạo đức đứng lên tố cáo penicillin kích thích sự lang chạ nhiều hơn.
Trong thời kỳ chiến tranh, một số nhà khoa học nhấn mạnh rằng sẽ hiệu quả hơn nhiều khi tổng hợp
phân tử hóa học của penicillin thay vì tìm cách thay đổi các kỹ thuật lên men. Vào cuối thập niên 1940,
các nhà hóa học nhất trí rằng tổng hợp penicillin là điều không thực tế, nếu không nói là không thể được.
Theo thuật ngữ thương mại thì điều này đúng về cơ bản, nhưng đến năm 1957 thì nhà hóa học hữu cơ
John C. Sheehan cuối cùng cũng tổng hợp hoàn toàn penicillin. Khi nhìn lại những vấn đề
