По масштабам сделанного его можно сравнить разве что с Пироговым. Он организовал лабораторию в Военно-медицинской академии, защитил диссертацию на степень доктора медицины, написал свыше 300 научных работ, иные из них получили международное признание, и по ним училось не одно поколение микробиологов. Много сил и знаний отдал он борьбе с чумой и холерой. В 1902 году в Одессе, во время эпидемии чумы, Гамалея доказал, что ее распространяют черные крысы. И занялся их истреблением: конечно, не в одиночку