Behring tornou-se colaborador de Robert Koch em 1889 e descobriu, em conjunto com o japonês Kitasato Shibasaburo, que o soro sanguíneo de pacientes afetados por doenças infecciosas contém agentes ativos transmissíveis, os quais impedem que se adquira de novo tais doenças. Behring foi o primeiro cientista a fabricar soro antidiftérico e antitetânico. Juntamente com Paul Ehrlich, desenvolveu os procedimentos para sua produção industrial. Em 1901, ganhou o Prêmio Nobel da Fisiologia e Medicina.