Αν και πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι η πενικιλίνη ήταν το πρώτο αντιβιοτικό, κάνουν λάθος. Η ιστορία των αντιβιοτικών εκτείνεται εδώ και πολλές χιλιάδες χρόνια. Οι αρχαίοι Αιγύπτιοι, Πέρσες και Έλληνες γιατροί θεράπευαν ασθενείς με κομπρέσες και τονωτικά φτιαγμένα από διάφορα βότανα, καλούπια και οργανικές ενώσεις, και οποιοδήποτε από αυτά θα μπορούσε να θεωρηθεί το πρώτο αντιβιοτικό. Κατά τη διάρκεια των αιώνων, οι γιατροί προσπαθούσαν να θεραπεύσουν τις λοιμώξεις με διάφορες φυσικές θεραπείες, παρόλο που δεν γνώριζαν τα βακτήρια.
Η έγκαιρη θεραπεία των λοιμώξεων κυμαινόταν από αναποτελεσματική έως επικίνδυνη. Ορισμένες υποτιθέμενες θεραπείες ήταν περισσότερο προληπτικές παρά επιστημονικές και ο σύγχρονος ασθενής θα απομακρυνόταν από μερικές από τις πιο περίεργες θεραπείες. Οι αλοιφές και τα φίλτρα που παρασκευάζονται από comfrey ή hypericum μπορεί να είχαν κάποιο αποτέλεσμα ως αντιβιοτικό, αλλά άλλα βάλσαμα, όπως αυτά που αποτελούνται κυρίως από κρασί, ήταν πιο πολύτιμα ως στυπτικά. Ο ύπνος με φίδια σε έναν ναό, η εφαρμογή αλοιφών από κοπριά ζώων και η χρήση μαγικών φυλαχτών ήταν μεταξύ των θεραπειών που εφαρμόζονταν.
Στα τέλη του 1800, οι ερευνητές ανακάλυψαν τη σχέση μεταξύ μικροβίων και λοιμώξεων. Τα ευρήματά τους αντιμετωπίστηκαν με σκεπτικισμό από πολλούς ιατρούς. Ήταν δύσκολο για τους καθιερωμένους γιατρούς να αποδεχτούν ότι κάτι που δεν μπορούσαν να δουν ήταν υπεύθυνο για ορισμένες από τις ασθένειες και τις δευτερεύουσες λοιμώξεις που σκότωναν τους ασθενείς τους. Ως εκ τούτου, είχαν μικρή εμπιστοσύνη στην αποτελεσματικότητα των πρώιμων αντιβιοτικών.
Οι αμφίβολοι γιατροί είχαν λόγο να αμφισβητήσουν το πρώτο αντιβιοτικό που αναπτύχθηκε στη σύγχρονη εποχή. Ονομάστηκε πυοκυανάση και έκανε το ντεμπούτο του το 1888. Σκότωσε αποτελεσματικά ένα ευρύ φάσμα βακτηρίων, αλλά ήταν επίσης τοξικό για τον άνθρωπο. Το φάρμακο χρησιμοποιήθηκε ελάχιστα εκτός από μια τελική προσπάθεια σε ασθενείς που σίγουρα θα πέθαιναν, ανεξάρτητα από το εάν χορηγούνταν πυοκυανάση.
Ο Alexander Fleming, ο οποίος ανακάλυψε την πενικιλίνη το 1928, βρήκε ένα αντιβιοτικό το 1920 που ονόμασε λυσοζύμη. Όπως και η πυοκυανάση, ωστόσο, η τοξικότητα του φαρμάκου απέκλειε τη χρήση του. Η ανακάλυψη από τον Φλέμινγκ, οκτώ χρόνια αργότερα, μιας μούχλας που ήταν θανατηφόρα για τα βακτήρια θα απέδιδε τελικά πενικιλίνη. Το πρώτο αντιβιοτικό που ανακαλύφθηκε στη σύγχρονη εποχή και το οποίο ήταν ασφαλές για χρήση από τους ανθρώπους δεν θα παρασκευαζόταν μέχρι το 1939, ωστόσο, και σχεδόν όλη η παραγωγή αρχικά προοριζόταν για στρατιωτική χρήση. Οι άμαχοι είχαν μικρή πρόσβαση στην πενικιλίνη μέχρι το τέλος του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου.
Οι σουλφοναμίδες ήταν τα πρώτα αντιβιοτικά που χορηγήθηκαν από το στόμα στη σύγχρονη εποχή και δεν ήταν επιβλαβή για τον ασθενή. Αυτά τα φάρμακα ανακαλύφθηκαν στη Γερμανία κατά τη δεκαετία του 1930. Την ίδια περίπου περίοδο, ανακαλύφθηκε το τοπικό αντιβιοτικό τυροθρισίνη. Η χρήση της τυροθρικίνης περιορίστηκε σε μεγάλο βαθμό στη θεραπεία λοιμώξεων του δέρματος που προέκυψαν από μολυσμένο έδαφος.
Από τη δεκαετία του 1950, νέα αντιβιοτικά, συνθετικά και φυσικά, έχουν αναπτυχθεί με εξαιρετικά γρήγορους ρυθμούς. Τα βακτήρια μεταλλάσσονται γρήγορα, καθίστανται ανθεκτικά ή άνοσα στα αντιβιοτικά σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα. Κατά μία έννοια, η ιστορία των αντιβιοτικών συνέχισε να γράφεται.