Năm 1894, trong một chuyến công tác ở Hồng Kông, ông phát hiện ra trực khuẩn gây bệnh dịch hạch - thành tựu làm thay đổi y học thế giới. Nhưng thay vì tìm vinh quang ở Paris, ông trở về Nha Trang tiếp tục sống giản dị bên biển. Yersin mở trạm xá chữa bệnh miễn phí cho người dân nghèo. Ông đi bộ, đi ngựa đến tận các làng xa để cứu chữa, không phân biệt sang hèn. Người dân Nha Trang gọi ông bằng cái tên thân mật “Ông Năm”.