Fue galardonado por sus trabajos con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1929.
Ya en Europa, trabaja aspectos relacionados con la bacteriología con Robert Koch en la Universidad de Berlín.
Durante su estancia en Java (de 1886 a 1897), descubrió que las gallinas alimentadas con arroz sin cáscara desarrollaban polineuritis (enfermedad similar al beriberi), en tanto que las que lo comían con cáscara permanecían sanas, llegando a la conclusión de que la enfermedad podía deberse a la falta de ciertas sustancias no conocidas, que más tarde serían llamadas vitaminas.
Por estos descubrimientos, fue galardonado en 1929 con el premio Nobel de Medicina, compartido con sir Frederick Gowland Hopkins.
Fue el primer presidente de la Sociedad Neerlandesa de Microbiología Médica y llevó a cabo su conocida prueba de fermentación, mediante la cual se puede determinar fácilmente si el agua ha sido contaminada por la defecación humana y animal mediante E. coli.