1881年，弗莱明出身于苏格兰埃尔郡达尔维尔的一个农场主家庭，哥哥是一名医生。上完小学以后，他跟随哥哥来到了伦敦，一边在运输事务所当杂工，一边跟随哥哥学习一些基本的医学知识。后来，一个偶然机会，仅仅小学毕业的弗莱明竟然坐在了伦敦大学圣玛丽医学院的教室里学习，并于1906年获得医学学士学位。1914～1918年，他在英国皇家医疗队服务，退役后有幸成为了免疫学家赖特的助手。
此后，他进行了各种细菌实验。弗莱明的细菌实验室非常简单，靠墙排列着灰暗的壁橱，一扇通风性比较好的窗户，窗边是一张实验用桌，桌上最显眼的仪器是一架显微镜。工作室里还有几张桌子，上面胡乱地堆放着各种各样的培养细菌的器皿。然而，就是在这样简陋的条件下，弗莱明做出了20世纪生物学上最伟大的发现。
1927年，弗莱明的研究课题是葡萄球菌。他经常培育出一些细菌来进行观察试验。虽说培育细菌并不困难，但要培育出单一的菌种并不是件容易的事。在培育过程中总会同时出现这样那样的一些不希望出现的菌种，这对试验常常起到破坏作用。弗莱明同其他细菌学家们一样，也非常讨厌这些不速之客。
弗莱明成名之后，人们询问他发现青霉素的过程，弗莱明出语惊人：“我不是在研究中发现青霉素的，而是在游戏之中偶然的机会碰见它的。”这体现了一个伟大科学家朴实的品质。机遇总是青睐有准备的头脑，弗莱明发现青霉素的过程，偶然中体现了必然。正是他的细心观察和思考，才使他做出了别人难以做出的成就。