Consiguió su doctorado en 1878 con una tesis sobre la teoría y práctica de la tinción histológica. Desarrolló métodos para la detección y diferenciación de diversas enfermedades de la sangre. La más significativa de sus innovaciones fue el uso de diferentes tintes, por ejemplo los azules de metileno y de indofenol, como tintes selectivos para diferentes tipos de células.
Su principal contribución a
la medicina fue la teoría
de la inmunidad de cadena
lateral, que establecía la base química para la especificidad de la respuesta
inmunológica. Con esta teoría se intentó explicar la capacidad de ciertas
toxinas para producir tanto un efecto tóxico como una respuesta inmune
en los mamíferos. Ehrlich postuló que las células tienen en su superficie moléculas
receptoras específicas, o cadenas laterales, que sólo se unen a determinados grupos
químicos de las moléculas de toxina; si las células sobreviven a esta unión, se
produce un excedente de cadenas laterales, algunas de las cuales son liberadas a la sangre
en forma de antitoxinas circulantes, lo que hoy llamaríamos anticuerpos. Esta teoría
sentó las bases de las modernas teorías inmunológicas. También hizo
importantes aportaciones en el campo de la quimioterapia, que incluyen el uso del 606, la
llamada "bala
mágica" o salvarsán, una
preparación de arsénico orgánico empleada en el tratamiento de la sífilis.
En 1908 compartió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina con el bacteriólogo ruso Iliá Mechnikov en reconocimiento al trabajo de ambos en el terreno de la química inmunológica. Recibió también la Gran Medalla de Oro Prusiana de la Ciencia (1903) y la Medalla Liebig (1911); fue nombrado miembro honorario de más de ochenta sociedades médicas y científicas nacionales y extranjeras, y recibió varios doctorados honoríficos. Murió, el 20 de agosto de 1915, en Hamburgo.