1897年7月23日，湯飛凡出生在湖南省醴陵縣壹個偏僻的鄉鎮。全家人除了父親教私塾，再也沒有別的收入，生活很困難。他從小不怕吃苦，酷愛學習，常常坐到父親膝頭上認字，寫字，念簡短的詩。他並不比別的孩子聰慧，但有壹股子刻苦的鉆勁。他練字壹練就是幾大篇，讀詩壹讀就是大半天，只要大人不滿意，不稱贊，他就不去玩耍。 父親是壹位正直和善的人，他對孩子們要求嚴格，更嚴格要求自己，處處做表率。在父親的教育和熏陶下，湯飛凡從小培養起壹種辦事踏實，治學嚴謹的作風。 然而那時的家鄉，三年兩頭不是遭旱災，就是發洪水，加上官僚惡霸的巧取豪奪，弄得老百姓討米的討米，賣兒女的賣兒女，真是民不聊生。 那年頭，湯飛凡的家鄉傳染病特別多，患沙眼的更是到處都有，有時全家，甚至全村子的人輪流著患眼病。小飛凡親眼見到患沙眼病的鄉親，個個都是那樣痛苦難熬；他也看到過許多患者為了治療眼病，用艾蒿煎水來沖洗眼睛，但是只能減輕疼痛。這些情景深深地刻印在他的心裏。他腦子裏經常琢磨著：鄉親們已經夠貧窮了，為什麽還要受這麽多病痛的折磨！要是有人能消滅這種眼病該多好啊！
闖入微生物世界
13歲那年，湯飛凡離開家鄉到省城長沙讀書，讀的是中路師範中學部。中學畢業後，還沒來得及仔細審察自己的愛好，便考進了湖南省立甲等工業學校，學習金工科。那時的金工科，好比現在的機械專業，成天要和金屬學、機械學、制圖學這類課本打交道，新鮮名詞壹串兒壹串兒的。湯飛凡開始覺得，知識就像無邊無際的海洋，而自己好比在海洋中覓食的小鳥，對壹切都好奇，都想去嘗壹下。除了金工科規定的課目，他還經常向湘雅醫學院的同學借醫學書籍和講義看，不管是內科的、外科的，是生理方面的，還是細菌學方面的，借來就看，越看越帶勁。就在這期間，他還結識了不少愛好醫學的朋友，經常和他們在壹起談論日後當醫生，獻身醫學事業的誌向。兩年後，他終於下定決心，棄工學醫，報考了湘雅醫學院。
湘雅醫學院是壹所美國教會辦的學校，考試、教學全是使用英語。湯飛凡報考湘雅醫學院，首先遇到的困難，就是看不懂英文試卷，更不用說用英文答卷了。他鼓足勇氣向校方提出，請求準許他用中文答卷。學校見他學醫心切，破例批準了。他考試成績優秀，被錄取為預科生。
在湘雅醫學院求學七年中，湯飛凡肩上壓著兩副擔子：壹副擔子是繁重的學習任務，特別是為了提高自己的英語水平，趕上別的同學，他總是隨身揣著壹本英文詞典，晚上看到深夜，早晨壹睜開眼睛又在翻閱，不到兩年工夫，壹本嶄新的英文詞典，被磨得破爛不堪。另壹副擔子是經濟困難，他17歲那年，家中發生意外變故，全家生活沒有了著落。從此，他不但得不到家裏接濟，還要寄錢幫助家裏。因此他只得白天聽課，晚上去當家庭教師，或在學校藥房裏幹雜務，每天要學習、工作十幾個小時。
不過，他也有自己的樂趣，壹個新的世界使他神往極了。這個新世界，不是幻想的美好生活，不是個人的飛黃騰達，而是顯微鏡下那千姿百態的微觀生命。顯微鏡成了他最好的朋友，除了上課、課、做工，其他很多時間是在顯微鏡下度過的。那時候的顯微鏡，比起現在來，雖然放大的倍數不算高，分辨本領不大，但是，新的知識吸引著他，使他入了迷。他開始懂得，原來微生物包括細菌、真菌、放線菌、噬菌體、病毒、藻類和原生動物等許多類，遍布在空氣、水、土壤和人畜的身體等處。他還懂得，雖然有些微生物給人類造成疾病，但大多數類型的微生物，是給人造福的。比如說吧，土壤肥沃不肥沃，在很大程度上就要靠微生物的活性的大小。
“對於微生物這個奇特的世界，我還是太無知。”湯飛凡總是這樣督促自己去探索。在同學們中，他是趴在顯微鏡上最多最久的壹個。星期天到了，同學們三三兩兩上了風景秀麗的嶽麓山，他在顯微鏡下看得正入神；節日裏，同學們上街熱鬧去了，他舍不得離開顯微鏡去消磨時光。壹種強烈的責任感，促使他下決心去進壹步認識微生物，弄清楚那些危害人類健康的小東西，為什麽會有那麽大的本領，它們是怎樣生活的，各有什麽習性，並且要想辦法制服它們。 湯飛凡意識到，認識微生物，是壹項復雜、艱辛的事業.但他充滿了信心。
1921年，湯飛凡從湖南湘雅醫學院畢業後，到北京協和醫學院當了助教，同時開始細菌學研究。指導老師是著名的美國籍田伯魯教授，他要求學生非常嚴格，既註重掌握基礎知識，又強調基本技能訓練。湯飛凡在顯微鏡下，能把單個細菌分離出來並進行培養的壹套過硬工夫，就是在這裏練就的。
那時候，壹般醫科大學畢業生，把到培養基（即用培養細菌的肉湯、瓊脂等）室和菌種室工作，看作是大材小用。而湯飛凡樂於在培養基室“伺候”細菌，他勤奮刻苦，認真周到，對壹些微不足道的瑣事，也從不馬虎。他做完實驗，總要把每只玻璃瓶和試管，擦洗得幹幹凈凈，擺得整整齊齊。教授悄悄地觀察幾回以後，又故意派他去做另外壹些瑣事，他都愉快地去幹，件件幹得幹凈利落。教授打心裏喜歡，認為他具有成為壹個優秀的科學工作者的基本素質，把他調到身邊作了直接助手，進行嚴格的訓練和培養。三年後，湯飛凡從事細菌學研究取得成就，獲得了博士學位。
接著，這位教授又把他推薦到美國哈佛大學，在細菌學大師秦瑟的手下繼續深造。這位大師有過重要發現，還以讀書多，學識淵博著稱，培養科學人才更有壹套獨特的方法。他啟發學生廣泛閱讀本學科和與本學科有關的科學論文，定期召開讀書會，人人發表見解，展開討論，然後進行重點指導。 三年中，湯飛凡晝夜苦讀，博覽群書，豐富了細菌學知識，成為學友中的校校者。每回讀書會上，他的廣征博引和深刻見解，使老師同學都感到驚訝。壹次，老師當著大家的面，半開玩笑地說：“當今世界上，真正認真讀書的人，除了我，湯飛凡可算是壹個。”
湯飛凡有了本領和榮譽，越是思念自己的祖國，想為祖國的富強貢獻力量。當他快要結束在哈佛大學的研究工作的時候，有壹天，老師把他找去，想說服他留在美國，找個好職業。這裏有很高的薪金，有理想的工作條件。老師說：“這是許多人求之不得的，千萬不要失去這個機會喲。”
湯飛凡幾乎沒有多加思考，回答了老師：“我壹定要回我的祖國去。”“因為什麽原因呢？”老師不理解。 湯飛凡講了自己的想法：我的祖國，現在科學技術很落後，微生物科學更是如此。我是最早到國外專攻微生物學的，祖國需要我，我有責任為祖國的科學事業作出貢獻。我所渴望的就是這個。
老師受了感動。他緊緊握住湯飛凡的雙手，再也沒說什麽。
1929年，湯飛凡回到祖國，擔任上海中央大學醫學院和雷氏德醫學研究院教授，兼細菌學系主任。
那時候，祖國的微生物科學，簡直還是壹片荒野，要做的工作很多很多，選擇什麽研究課題為祖國和人民服務呢？兒童時候的記憶，浮現在湯飛凡的腦海裏，經過再三考慮，他決定集中精力，研究沙眼病原。
1934年，湯飛凡在壹篇文章裏寫道：“從給人類的危害和所造成的經濟損失來看，沙眼在全世界，特別是在中國，已經成為壹個大問題。”他當時要去解決這個問題的急切心情，躍然紙上。
與沙眼的鬥爭
沙眼，是結膜的壹種傳染性眼病。臨床表現為怕光、疼痛、分泌很多的眼淚。患這種眼病很痛苦，嚴重的時候還會造成失明。 沙眼的病原是什麽呢？這是各國醫學界都在關心和研究的課題。湯飛凡讀過大量的醫學著作和研究論文，熟悉沙眼病原研究的歷史：在微生物學開創時期，人們就很重視沙眼病原的研究。19世紀末，德國科學家、微生物學創始人之壹寇霍提出了沙眼的“細菌病原說”。20世紀20年代，法國學者尼考勒證明沙眼材料經過砂棒過濾，除去細菌後仍能感染，推翻了“細菌病原說”，第壹次提出了“病毒病原說”，但是沒有最後證實。1928年，日本學者野口從沙眼中分離出壹種叫做“沙眼桿菌”的細菌，又重新提出了“細菌病原說”。
當時，湯飛凡在研究立克次體、支原體之類的微生物。他根據自己的觀察，認為沙眼的病原可能是壹種類似立克次體的大病毒。什麽叫立克次體呢？它是許許多多微生物中的壹類，是美國病理學家立克次首先發現並描述的。立克次體介於細菌和病毒之間，在顯微鏡下觀察，呈多種形狀；不能在壹般培養基上生長，只能在代謝不旺的活細胞內生長繁殖；在自然界中，它們多寄生在嚙齒類動物體內；壹般以節肢動物如虱子、跳蚤等為傳播媒介，造成人類和動物的疾病。沙眼是不是立克次體傳染的結果呢？實驗證明，立克次體與後來湯飛凡他們發現的沙眼病毒，只是在形態上和染色上比較近似，並不是沙眼病原。
幾十年來，各國的生物學家和醫生，為探索沙眼病原付出了艱辛的勞動，但誰也沒有分離出壹株病毒來。在這個難題面前，壹些人動搖了，有的退縮了，改行了。但是，年輕的湯飛凡，卻勇敢地把沙眼病原，作為自己研究的第壹個課題，他說：“壹個科學家的勇氣和責任，就是應該知難而進，為人類解決最迫切的問題。”
他壹邊教學，壹邊進行研究和實驗。不久，寫出了第壹篇研究論文，題目是《沙眼桿菌與沙眼之研究》。這篇論文用親身的實驗，推翻了錯誤的“細菌病原說”；為他的沙眼病原研究打下基礎，樹立了堅定的信心。但是，由於抗日戰爭爆發，研究中斷了。
貧窮、落後的祖國，受盡侵略者的蹂躪。日本軍國主義的侵略和掠奪，使中國人民處於水深火熱之中。在這民族存亡的時刻，湯飛凡再也不能安心於學院式的生活，他走出實驗室，參加了紅十字會的救護工作。並且毅然決定離開上海，到大西南去。不久，他被派去昆明，重建原在北平的“中央防疫處”。
l939年，他來到昆明，寄住在壹家醫院裏。那時候，人力、物力、財力都十分困難。為了盡快建設微生物研究基地，他作為壹個科學家，不得不擔負起全盤責任，件件照應，樣樣去跑。需要工程設計人員，他親自請來壹位做工程師的朋友；沒有建築材料，他乘著汽車在雲貴線上壹趟壹趟地運；施工開始了，他又天天忙碌在工地上。終於，在西山腳下，滇池畔的壹片荒灘上，昆明衛生防疫處建成了，而且很快做出了出色的成績。這裏生產的大批疫苗、血清，不但滿足大西南防疫的需要，還支援陜北解放區；這裏還是壹個絕無僅有的微生物學、免疫學研究基地。在戰爭的環境下，這方面的研究工作幾乎都停頓了，而昆明衛生防疫處，就好像沙漠裏的壹片小小的綠洲，為世界科學界所矚目。
世界著名科學家和科學史家李約瑟博士，曾經發表文章，贊揚湯飛凡在這裏的工作： 在昆明地區的另壹處是國立中央衛生防疫處，由中國最有才幹的細菌學家湯飛凡醫生主持，並由黃有為和壹大批工作人員協助。在這裏，壹年就生產了500萬支傷寒疫苗。這裏還生產天花、白喉疫苗、破傷風類毒素和許多其他藥品，包括診斷傷寒用的肥達氏試驗和梅毒的康氏試驗所需的抗原。
這裏正在生產斑疹傷寒疫苗，還有壹個青黴素試驗車間。湯飛凡的工廠保持了高標準，雖然沒有自來水，馬廄和動物房都很潔凈。還有壹個高效率的培養、裝瓶和檢驗系統。尤其有趣的是，這個工廠包括壹個完整的玻璃工廠，用本地的原料制成中性玻璃，並吹成安瓶和毛細管，制作各種形狀的燒瓶、玻璃管、冷凝器等。關於這個工廠的故事，本身就是壹部史詩。
在好幾個月裏，這個工廠只有壹個鍋爐，還漏水，每晚用畢後都要進行檢修。就是依靠這臺鍋爐進行所有器皿的消毒，供應蒸餾水。
壹套重新利用廢瓊脂的設備，代表這個工廠的傳統。透析是用壹只破木船，在湖裏進行的，後來用有限的材料，在陸地上裝配了壹個透析槽。 當蛋白分解酶供應中斷後，他們就自己養豬，用特殊飼料把豬養肥，提高胃酶質量。這個所，現在向遠東的聯合國部隊和中國部隊，供應血清。
湯飛凡像播種壹樣，把科學知識撒向全國各地。他在貴陽建起了衛生防疫分處；抗戰勝利後，他返回北京，親自主持了天壇中央衛生實驗處的建設。除了生產疫苗、血清，還設立了抗菌素室，引進了壹套小型生產設備，開始生產青黴素。這是我國最早生產研究抗菌素的設施。同時，還建立了壹個實驗動物飼養場，進行科學的飼養管理、動物健康與疾病的研究，開創了我國的實驗動物事業。
在動蕩、艱難的年月裏，湯飛凡壹天也沒有間斷過學習和科學研究。他白天忙完事務，不論多麽累，晚上總要堅持讀書兩三個小時。為了培養更多的微生物研究人才，無論經費多麽困難，也要撥出壹部分經費來訂購圖書雜誌，供大家閱讀。每周舉行壹次文獻讀書會，讓大家輪流作讀書報告，了解國外學術動態，交流學術觀點。經常有壹些研究人員，從各地慕名而來進修、實習。今天，全國各地壹些生物制品和微生物學、免疫學的研究骨幹中，不少人當年都在昆明或北平的衛生防疫處工作或學習過。湯飛凡不僅是我國微生物科學的奠基者之壹，也是壹個勤勤懇懇、不怕艱難困苦的創業者。 湯飛凡自從踏上科學道路的第壹天起，就牢牢記住征服細菌的先驅者——巴斯德的話：“告訴妳使我達到目標的奧妙吧，我唯壹的力量，就是我的堅韌精神。”
進行沙眼病原的研究，正需要有堅韌精神。
解放前夕，美國用重金聘請湯飛凡，而且可以帶全家去美國，他拒絕了；國民黨政府要他去臺灣，他堅決不從，壹心留在北平迎接解放。建國初期，壹些烈性傳染病仍然很猖獗，湯飛凡急國家之所急，憂人民之所優，帶領生物制品研究所的同誌們，爭分奪秒地研制急需的疫苗、血清；為了生物制品有國家監督，又提議並主持制訂了我國第壹部《生物制品規程》。他還兼任著國家菌種保藏委員會主任、中華醫學會理事、中國微生物學會理事長、全國生物制品委員會主任等職務，工作非常繁忙。到1954年，烈性傳染病已被控制，防疫的重點轉向常見的多發的傳染病。湯飛凡又恢復了中斷十多年的沙眼病原的研究。
1955年，他和助手黃元桐得到北京同仁醫院張曉樓教授的協助，由醫院門診部選出適合培養的沙眼標本，提供給他們進行培養。
他常和同事們討論這樣的問題；和沙眼病原體同類的鸚鵡熱病原體，早就用小白鼠和雞胚分離成功，為什麽沙眼病毒學說提出幾十年來，就沒有壹個人能分離出壹株沙眼病毒呢？有壹天，他突然想到壹個新的線索：分離不出沙眼病毒，會不會是作試驗時使用了青黴素和鏈黴素的結果呢？
根據臨床經驗，青黴素可以抑制革蘭氏陽性細菌生長，鏈黴素可以抑制革蘭氏陰性細菌生長。病毒學家又都認為，各種病毒對所有抗菌素都不敏感。因此，那時國內外分離病毒有個常規，都要使用青黴素和鏈黴素。分離沙眼病毒也不例外。當把沙眼病人的結膜材料接種到雞胚上去時，也要加入青黴素和鏈黴素，為的是控制眼結膜裏夾雜的細菌感染。
對這個常規，所有病毒學家都習以為常，從來沒有人懷疑過。
但是，湯飛凡提出了問題：沙眼病毒是不是同其他病毒壹樣，對抗菌素不敏感呢？有沒有可能沙眼病毒對抗菌素是敏感的，在做試驗的時候被青、鏈黴素殺死了，所以分離不出病毒株來呢？ 他明白，科學研究，只提出懷疑是不夠的，需要實踐來驗證。
他親自到醫院去了解青、鏈黴素對治療沙眼的效果，到圖書館查閱中外文資料，掌握國內外臨床上應用青、鏈黴素治療沙眼的情況。綜合大量調查，他得到壹個初步印象：鏈黴素對治療沙眼，基本上是無效的，說明它對沙眼病毒沒有傷害；青黴素對治療沙眼有無效果，說法不壹，不能肯定。湯飛凡繼續進行更深入、更周密的調查研究。有壹天，他又來到圖書館埋頭查閱資料。他壹頁壹頁地翻著，壹本壹本地查著，翻閱壹戶壹大堆書，終於，從壹本英文醫學著作 《人的病毒病》中，查到壹處有關青黴素與病毒的論述，其中指出：青黴素能控制沙眼癥狀的發展。湯飛凡很高興，找到壹個根據啦！於是，他就把研究的重點，集中到了青黴素的使用上。
1956年6月12日，是個不平常的日子。這天壹清早，湯飛凡和他的助手就來到了實驗室，他們要作壹次與往常不同的分離沙眼病毒的實驗，就是設想以減少青黴素註入量，來取得沙眼病毒株。
實驗開始，他熟練地將沙眼結膜材料進行接種，然後只註入原用量五分之壹的青黴素，結果，第壹株沙眼病毒分離出來了！ 在場的人歡騰起來，向湯飛凡教授祝賀勝利。湯飛凡從興奮中立刻冷靜下來。心裏說：只有壹次成功，還不能排除其他偶然因素，而偶然性是不能成為科學的依據的。接著，他們又著手準備作壹次新的實驗，完全不用青黴素，而把鏈黴素的用量增加壹倍，看能不能再分離出沙眼病毒來。實驗又成功了。不久，他們又作了第三次、第四次實驗，沙眼病毒也都分離出來了。
沙眼終於可以被征服了。世界各地紛紛來信來電，向湯飛凡表示祝賀和感謝。 為了尊重湯飛凡為人類做出的貢獻，國際上把沙眼病毒稱為“湯氏病毒”。