13岁时随其兄（开业医师）去伦敦做工，由于意外地得到姑父的一笔遗产，进入伦敦大学圣玛丽医学院学习，1906年毕业后留在母校的研究室，帮助其师赖特博士进行免疫学研究。　　 1918年弗莱明返回圣玛丽医学院，加紧进行细菌的研究工作。1922年他发现了一种叫“溶菌酶”的物质，发表了《皮肤组织和分泌物中所发现的奇特细菌》的报告。

　　1929年弗莱明在《不列颠实验病理学杂志》上，发表了《关于霉菌培养的杀菌作用》的研究论文，但未被人们引起注意。弗莱明指出，青霉素将会有重要的用途，但他自己无法发明一种提纯青霉素的技术，致使此药十几年一直未得以使用。

　　1939年，在英国的澳大利亚人瓦尔特·弗洛里（1898—1968）和德国出生的鲍利斯·钱恩（1906—1979），重复了弗莱明的工作，证实了他的结果，然后提纯了青霉素，1941年给病人使用成功。在英美政府的鼓励下，很快找到大规模生产青霉素的方法，1944年英美公开在医疗中使用，1945年以后，青霉素遍及全世界。1945年，弗莱明、弗洛里和钱恩共获诺贝尔生理学及医学奖。

　　1943年弗莱明成为英国皇家学会院士，1944年被赐于爵士。1915年弗莱明结婚，儿子是个普通的医生，夫人于1949年去世，1953年再次结婚。1955年3月11日与世长逝，安葬在圣保罗大教堂。匈牙利1981年发行了弗莱明诞生100周年的纪念邮票。

　　1921年，患重感冒的弗莱明坚持工作，在一培养基中发现溶菌现象，细究之下原来是鼻涕所致，由此发现了溶菌酶。

　　1928年7月下旬，弗莱明将众多培养基未经清洗就摞在一起，放在试验台阳光照不到的位置，就去休假了。9月1号，在工作22年后，他因溶菌酶的发现等多项成就，获得教授职位。9月3号，度假归来的弗莱明，刚进实验室，其前任助手普利斯来串门，寒暄中问弗莱明最近在做什么，于是弗莱明顺手拿起顶层第一个培养基，准备给他解释时，发现培养基边缘有一块因溶菌而显示的惨白色，因此发现青霉素，并于次年6月发表，最终使其获诺贝尔奖的论文。