这种情况到了19世纪末有了转机。先是细菌学家研制出一些疫苗，如狂犬疫苗、白喉和破伤风抗毒素、百日咳疫苗等，解决了一些感染性疾病的防治问题。20世纪初又相继发现了一系列维生素，到20年代还提取出胰岛素，于是一些特异营养素和内分泌的缺乏症也开始有了特效药物。

    不过最大的突破还是化学疗法的创立和抗生素的发现。首先是1908年德国人埃尔利希合成抗梅毒药物606，开创了化学疗法；1928年英国人弗莱明发现抗生现象；1935年德国人多马克发现磺胺药的抑菌作用，解决了一些常见感染的特效治疗问题。

    由1940年起，人们又相继提取出青霉素、链霉素等抗生素，扩大了治疗范围。到今天，大部分细菌病的治疗都有了特效药。剩下的病毒病，虽然还缺乏杀灭病原体的药物，但也相继研制出一些有效的疫苗，如小儿麻痹症疫苗、麻疹疫苗、风疹疫苗和乙型肝炎疫苗。

    在治疗医学取得辉煌成就的同时，也曾出现偏差。一段时间内，以医院为基础的现代化医疗成为时尚，因而占用了社会医疗费用的绝大部分，预防工作受到相对的忽视。幸好这种偏差很快便被发觉纠正，特别是因为在广大的发展中国家里疫病和饥馑时有发生，这些国家大多数居民根本负担不起现代化医疗的高昂费用，保健预防远比发病后再治疗更为有效。

    古代的医疗方法的发现多带有偶然性，当时的理论或者出于比附臆测，或者是思辨哲学的简单移植。主观臆断和教条的盲目遵循曾造成许多错误的实践(如放血疗法)，直到近代才逐渐被纠正。现代医学重视经验的系统积累、在经验基础上的理论总结和在理论指导下的技术发展。

    从19世纪初叶开始，基础医学就大力寻求疾病的原因和有效的疗法，探究疾病发生和药物作用的机理。这些基础研究取得越来越大的成果，到20世纪带动了医学的全面发展。

    19世纪，在法国马让迪、贝尔纳和德国弥勒等人的努力下，生理科学取得很大的进展。特别是贝氏提出内环境概念，指出生物体内各脏器都活动于同一个内环境(细胞外液)中，内环境的稳定与否决定了各脏器能否发挥其正常功能。他还在1865年出版的《实验医学研究导论》一书中，阐述了医学研究中的对照实验研究方法，这对后世学者产生很大影响。19世纪有机化学的发展也为随后的生物化学的发展打下基础。

    到了20世纪，医学的发展日益加速。各国政府的卫生保健支出和医药企业的投资规模越来越大，医学科研人员持续增加，物理、化学和工程部门也不断为医学研究提供现代化的基础理论、技术和工具，特别是出现了学科间的交融并进和多学科协作研究专题的局面，因而医学重大成果层出不穷。