Шотландський бактеріолог Олександр Флемінг народився 6 серпня 1881 року в графстві Ейршир в сім'ї фермера Х'ю Флемінга і його другої дружини Грейс (Мортон) Флемінг.
Він був сьомою дитиною у свого батька і третім - у матері. Коли хлопчикові виповнилося сім років, помер батько, і матері довелося самій управлятися з фермою; її помічником був старший брат Флемінга по батькові, Томас. Флемінг відвідував маленьку сільську школу, розташовану неподалік, а пізніше Кілмарнокску академію, рано навчився уважно спостерігати за природою. У віці тринадцяти років він слідом за старшими братами відправився до Лондона, де працював клерком, відвідував заняття в Політехнічному інституті на Ріджент-стріт, а в 1900 році вступив до Лондонського шотландського полку. Флемінгу подобалося військове життя, він заслужив репутацію першокласного стрілка і ватерполіста; до того часу англо-бурська війна вже скінчилася, і Флемінгу не довелося служити в заморських країнах.
Через рік він отримав спадщину в 250 фунтів стерлінгів, що становило майже 1200 доларів - чималу суму на ті часи. За порадою старшого брата він подав документи на національний конкурс для вступу в медичну школу. На іспитах Флемінг отримав найвищі бали і став стипендіатом медичної школи при лікарні св. Марії. Олександр вивчав хірургію і, витримавши іспити, в 1906 році став членом Королівського коледжу хірургів. Залишаючись працювати у лабораторії патології професора Алмрот Райта лікарні св.Марії, він в 1908 році отримав ступінь магістра та бакалавра наук в Лондонському університеті.
У той час лікарі і бактеріологи вважали, що подальший прогрес буде пов'язаний зі спробами змінити, посилити або доповнити властивості імунної системи. Відкриття у 1910 році сальварсану Паулем Ерліхом лише підтвердило ці припущення. Ерліх був зайнятий пошуками того, що він називав «магічною кулею», маючи на увазі під цим такий засіб, що знищувало б потрапивші в організм бактерії, не завдаючи шкоди тканинам організму хворого і навіть взаємодіючи з ними.
Лабораторія Райта була однією з перших, що отримали зразки сальварсану для перевірки. У 1908 році Флемінг приступив до експериментів з препаратом, використовуючи його також у приватній медичній практиці для лікування сифілісу. Прекрасно усвідомлюючи всі проблеми, пов'язані з сальварсаном, він тим не менше вірив у можливості хіміотерапії. Протягом декількох років, проте, результати досліджень були такі, що навряд чи могли підтвердити його припущення.
Після вступу Британії у Першу світову війну Флемінг служив капітаном у медичному корпусі Королівської армії, беручи участь у військових діях у Франції. У 1915 році він одружився на медсестрі Сарі Маріон Макелрой, ірландці за походженням. У них народився син.
Працюючи в лабораторії досліджень ран, Флемінг разом з Райтом намагався визначити, чи приносять антисептики будь-яку користь при лікуванні інфікованих уражень. Флемінг показав, що такі антисептики, як карболова кислота, у той час широко застосовувалася для обробки відкритих ран, вбиває лейкоцити, які створюють в організмі захисний бар'єр, що сприяє виживанню бактерій в тканинах.
У 1922 році, після невдалих спроб виділити збудника звичайних простудних захворювань, Флемінг чисто випадково відкрив лізоцим - фермент, що вбиває деякі бактерії і не заподіює шкоди здоровим тканинам. На жаль, перспективи медичного використання лізоциму виявилися досить обмеженими, оскільки він був вельми ефективним засобом проти бактерій, що не є збудниками захворювань, і абсолютно неефективним проти хвороботворних організмів.Це відкриття, однак, спонукало Флемінга зайнятися пошуками інших антибактеріальних препаратів, які були б нешкідливі для організму людини.
Інша щаслива випадковість - відкриття Флемінгом пеніциліну в 1928 році - стала результатом збігу низки обставин, настільки неймовірні, що в них майже неможливо повірити.На відміну від своїх акуратних колег, що очищають чашки з бактеріальними культурами після закінчення роботи з ними, Флемінг не викидав культури за 2-3 тижні підряд, поки його лабораторний стіл не опинявся захаращеним сорока чи п'ятдесятьма чашками. Тоді він приймався за прибирання, переглядав культури одну за одною, щоб не пропустити що-небудь цікаве. В одній з чашок він виявив цвіль, яка, на його подив, пригнічувала висіяну культуру бактерії.Відокремивши цвіль, він встановив, що «бульйон, на якому розрослася цвіль ... придбав чітко виражену здатність пригнічувати ріст мікроорганізмів, а також бактерицидні та бактеріологічні властивості».
Неохайність Флемінга і зроблене ним спостереження з'явилися лише двома обставинами в цілому ряді випадків, що сприяли відкриттю. Цвіль, якою виявилася заражена культура, ставилася до дуже рідкісного виду. Ймовірно, вона була занесена з лабораторії, розташованої поверхом нижче, де вирощувалися зразки цвілі, взяті з будинків хворих, що страждають на бронхіальну астму, з метою виготовлення з них десенсибилизирующих екстрактів. Флемінг залишив стала згодом знаменитої чашку на лабораторному столі і поїхав відпочивати. Настало в Лондоні похолодання створило сприятливі умови для зростання цвілі, а який настав потім потепління - для бактерій. Як з'ясувалося пізніше, збігом саме цих обставин було зобов'язане знамените відкриття.
Початкові дослідження Флемінга дали ряд важливих відомостей про пеніциліні. Він писав, що це «ефективна антибактеріальна субстанція ... надає виражену дію на піогенні коки ... і палички дифтерійної групи ... Пеніцилін навіть у величезних дозах не токсичний для тварин ... Можна припустити, що він виявиться ефективним антисептиком при зовнішній обробці ділянок, уражених чутливими до пеніциліну мікробами , або при його введенні всередину ».Знаючи це, Флемінг, як не дивно, не зробив настільки очевидного наступного кроку, який дванадцять років тому був зроблений Хоуард У. Флорі і полягав у тому, щоб з'ясувати, чи будуть врятовані миші від летальної інфекції, якщо лікувати їх ін'єкціями пеніцилінового бульйону. Флемінг лише призначив його декільком пацієнтам для зовнішнього застосування. Однак результати були суперечливими і бентежиливими. Розчин не тільки з трудом піддавався очищенню, якщо мова йшла про великі його кількості, але й опинявся нестабільним.
Подібно Пастерівського інституту в Парижі, відділення вакцинації в лікарні св. Марії, де працював Флемінг, існувало завдяки продажу вакцин. Флемінг виявив, що в процесі приготування вакцин пеніцилін допомагає вберегти культури від стафілокока. Це було невелике технічне досягнення, і Флемінг широко користувався ним, щотижня віддаючи розпорядження виготовити великі партії бульйону. Він ділився зразками культури пеніциліну з деякими колегами в інших лабораторіях, але жодного разу не згадав про пеніциліні ні в одній з двадцяти семи статей або лекцій, опублікованих ним у 1930-1940 роки, навіть якщо мова в них йшла про речовини, що викликають загибель бактерій.
Пеніцилін, можливо, був би назавжди забутий, якби не більш раннє відкриття Флемінгом лізоциму. Саме це відкриття змусило Флорі і Ернста Б. Чейна зайнятися вивченням терапевтичних властивостей пеніциліну, в результаті чого препарат був виділений і підданий клінічних випробувань.Всі почесті і слава, однак, дісталися Флемінгу. Випадкове відкриття пеніциліну в чашці з бактеріальною культурою дало пресі сенсаційну історію, здатну вразити уяву будь-якої людини.
Нобелівська премія з фізіології і медицині 1945 року була присуджена спільно Флемінгу, Чейні і Флорі «за відкриття пеніциліну і його цілющого впливу при різних інфекційних хворобах». Горан Ліліестранд з Каролінського інституту сказав у привітальній промові: «Історія пеніциліну добре відома в усьому світі. Вона являє собою чудовий приклад спільного застосування різних наукових методів в ім'я великої спільної мети і ще раз показує нам неминущу цінність фундаментальних досліджень ». У нобелівській лекції Флемінг зазначив, що «феноменальний успіх пеніциліну привів до інтенсивного вивчення антибактеріальних властивостей цвілі та інших нижчих представників рослинного світу». Лише деякі з них, сказав він, володіють такими властивостями.
В останні десять років життя вчений був удостоєний двадцяти п'яти почесних ступенів, двадцяти шести медалей, вісімнадцяти премій, тринадцяти нагород і почесного членства у вісімдесяти дев'яти академіях наук і наукові товариства, а в 1944 році - дворянського звання.
Після смерті дружини в 1949 році стан здоров'я Флемінга різко погіршився. У 1952 році він одружився на Амалії Куцуріс-Вурека, бактеріолог і свою колишню студентку. Через три роки, 11 березня 1955 року, він помер від інфаркту міокарда.
Його поховали в соборі Св. Павла в Лондоні - поруч з найбільш шанованими британцями. У Греції, де бував вчений, в день його смерті оголосили національний траур. А в іспанській Барселоні всі квіткарки міста висипали оберемки квітів зі своїх кошиків до меморіальної дошки з іменем великого бактеріолога та лікаря Александа Флемінга.