A los veinte años, la herencia de un pequeño legado le llevó a estudiar medicina. Obtuvo una beca para el St. Mary's Hospital Medical School de Paddington, institución con la que, en 1901, inició una relación que había de durar toda su vida. En 1906 entró a formar parte del equipo del bacteriólogo sir Almroth Wright, con quien estuvo asociado durante cuarenta años. En 1908 se licenció, obteniendo la medalla de oro de la Universidad de Londres. Nombrado profesor de bacteriología, en 1928 pasó a ser catedrático, retirándose como emérito en 1948, aunque ocupó hasta 1954 la dirección del Wright-Fleming Institute of Microbiology, fundado en su honor y en el de su antiguo maestro y colega.