Na temat przyczyn tej choroby snuto wiele teorii, zagadka pozostawała jednak nierozwiązana. Wysiłki, by zminimalizować liczbę zgonów, nie przynosiły rezultatów. Myśl o cierpieniach i powolnej śmierci tak wielu kobiet nie dawała Semmelweisowi spokoju. Dlatego postanowił dociec, co wywołuje gorączkę połogową i ją powstrzymać.

W szpitalu, w którym pracował, były dwie oddzielne kliniki położnicze. W jednej uczyli się studenci medycyny, a w drugiej położnictwa. Z jakiegoś powodu w pierwszej umierało znacznie więcej pacjentek. Skąd ta różnica? Szukając odpowiedzi na to pytanie, Semmelweis systematycznie eliminował kolejne możliwe przyczyny, jednak wciąż nie udawało mu się odkryć, co wywołuje chorobę.

Na kluczową wskazówkę natknął się w tragicznych okolicznościach na początku roku 1847. Jego przyjaciel i kolega po fachu, Jakob Kolletschka, zmarł na skutek zakażenia krwi po skaleczeniu, którego doznał podczas przeprowadzania sekcji zwłok. Czytając wyniki autopsji Kolletschki, Semmelweis zauważył, że część objawów była podobna do tych obserwowanych u ofiar gorączki połogowej. Skłoniło go to do wniosku, że choroba może być spowodowana czymś, co nazywał „jadem trupim”, który w jakiś sposób przenoszono ze zwłok na kobiety w ciąży.  Lekarze i studenci medycyny często przed udaniem się na oddział położniczy wykonywali autopsje i nieświadomie zakażali pacjentki w trakcie badań lub przy odbieraniu porodu! Natomiast w drugiej klinice umierało mniej pacjentek, ponieważ studenci położnictwa nie wykonywali sekcji zwłok.

Semmelweis natychmiast polecił, by przed przystąpieniem do badania ciężarnych pacjentek myto ręce i odkażano je roztworem podchlorynu wapnia. Rezultaty były znakomite: odsetek zgonów spadł z 18,27 procent w kwietniu do 0,19 procent pod koniec roku.

Jednak nie wszyscy odnieśli się przychylnie do tego odkrycia. Przełożony Semmelweisa był niezadowolony, bo podważało ono jego własne teorie dotyczące przyczyn gorączki połogowej. Co więcej, irytował go upór podwładnego. Ostatecznie Semmelweis stracił posadę w Wiedniu i powrócił na Węgry. Objął funkcję ordynatora oddziału położniczego w Szpitalu Świętego Rocha w Peszcie. Dzięki zastosowaniu swoich metod udało mu się zmniejszyć odsetek zgonów w tej placówce do mniej niż 1 procenta.

W roku 1861 Semmelweis opublikował dzieło swego życia — książkę Die Ätiologie, der Begriff und die Prophylaxe des Kindbettfiebers (Etiologia, definicja i profilaktyka gorączki połogowej). Niestety, jego odkrycie doceniono dopiero po wielu latach. Zanim to nastąpiło, zmarło mnóstwo osób, których życie można było uratować.

Z czasem Semmelweis został uznany za jednego z twórców nowoczesnej antyseptyki. Jego badania pomogły stwierdzić, że drobnoustroje mogą powodować choroby. Przyczynił się więc do powstania zarazkowej teorii chorób, którą uznaje się za „kluczową dla rozwoju nauki i praktyki medycznej”. Co ciekawe, o właściwym obchodzeniu się ze zwłokami mówiło już spisane ponad 3000 lat wcześniej Prawo Mojżeszowe, które weszło w skład Biblii.