Αν και είχαν διατυπωθεί διάφορες θεωρίες ως προς την αιτία της ασθένειας, κανένας δεν είχε λύσει το μυστήριο. Όλες οι προσπάθειες που γίνονταν για να μειωθεί το ποσοστό θνησιμότητας αποδεικνύονταν άκαρπες. Ο Σέμελβαϊς συγκλονιζόταν βλέποντας πολλές μητέρες να πεθαίνουν αργά και βασανιστικά, γι’ αυτό έβαλε στόχο να βρει την αιτία της ασθένειας και να την καταπολεμήσει.

Το νοσοκομείο στο οποίο εργαζόταν διέθετε δύο ξεχωριστές μαιευτικές κλινικές και, όλως περιέργως, το ποσοστό θνησιμότητας των μητέρων στην πρώτη κλινική ήταν πολύ υψηλότερο από ό,τι στη δεύτερη. Η μόνη διαφορά ανάμεσα στις δύο κλινικές ήταν ότι στην πρώτη εκπαιδεύονταν φοιτητές της ιατρικής ενώ στη δεύτερη μαίες. Γιατί υπήρχε λοιπόν τέτοια απόκλιση στα ποσοστά θνησιμότητας; Διερευνώντας αυτό το ερώτημα, ο Σέμελβαϊς απέκλειε συστηματικά πιθανές αιτίες της ασθένειας, αλλά η πραγματική αιτία παρέμενε άλυτος γρίφος.

Στις αρχές του 1847, ο Σέμελβαϊς εντόπισε ένα στοιχείο καθοριστικής σημασίας. Ο Γιάκομπ Κολέτσκα, συνάδελφος και φίλος του, είχε πεθάνει από σηψαιμία που προκλήθηκε από τραυματισμό κατά τη διενέργεια νεκροψίας. Καθώς ο Σέμελβαϊς διάβαζε την έκθεση της νεκροψίας που έγινε στον Κολέτσκα, συνειδητοποίησε ότι, από μερικές απόψεις, τα ευρήματα ήταν πανομοιότυπα με εκείνα των θυμάτων του επιλόχειου πυρετού. Έτσι λοιπόν, ο Σέμελβαϊς σκέφτηκε ότι πιθανώς  κάποια «δηλητήρια», όπως τα ονόμασε, από τα πτώματα μόλυναν τις εγκύους και προκαλούσαν τον επιλόχειο πυρετό. Οι γιατροί και οι φοιτητές ιατρικής που συνήθιζαν να κάνουν νεκροψίες πριν πάνε στη μαιευτική πτέρυγα μετέδιδαν άθελά τους την ασθένεια σε μέλλουσες μητέρες, είτε κατά τις γυναικολογικές εξετάσεις είτε κατά τον τοκετό! Η θνησιμότητα στη δεύτερη πτέρυγα ήταν χαμηλότερη επειδή οι μαθητευόμενες μαίες δεν έκαναν νεκροψίες.

Ο Σέμελβαϊς εφάρμοσε αμέσως μια αυστηρή μέθοδο καθαρισμού των χεριών που περιλάμβανε την αποστείρωσή τους σε διάλυμα χλωριούχου ασβεστίου πριν από την εξέταση εγκύων. Τα αποτελέσματα ήταν θεαματικά: τα ποσοστά θνησιμότητας μειώθηκαν κατακόρυφα από 18,27 τοις εκατό τον Απρίλιο σε 0,19 τοις εκατό στο τέλος του ίδιου χρόνου.

Δεν χάρηκαν όμως όλοι με την επιτυχία του Σέμελβαϊς. Τα αποτελέσματά του έθεταν υπό αμφισβήτηση τις θεωρίες που υποστήριζε για τον επιλόχειο πυρετό ο ανώτερός του, ο οποίος, συν τοις άλλοις, θεωρούσε τον Σέμελβαϊς εκνευριστικά επίμονο. Τελικά, ο Σέμελβαϊς έχασε τη θέση του στη Βιέννη και επέστρεψε στην Ουγγαρία. Εκεί, ανέλαβε υπεύθυνος του μαιευτικού τμήματος του Νοσοκομείου Σεντ Ρόκους στην Πέστη, όπου οι μέθοδοί του έριξαν το ποσοστό θνησιμότητας από επιλόχειο πυρετό κάτω από το 1 τοις εκατό.

Το 1861, ο Σέμελβαϊς δημοσίευσε το έργο της ζωής του με τίτλο Αιτιολογία, Κατανόηση και Πρόληψη του Επιλόχειου Πυρετού (The Cause, Concept, and Prophylaxis of Childbed Fever). Δυστυχώς, πέρασαν αρκετά χρόνια ώσπου να αναγνωριστεί η σπουδαιότητα των ευρημάτων του. Εν τω μεταξύ, χάθηκαν με τραγικό τρόπο αμέτρητες ζωές που θα μπορούσαν να είχαν σωθεί.

Ο Σέμελβαϊς αναγνωρίστηκε τελικά ως ένας από τους πατέρες της σύγχρονης αντισηπτικής μεθόδου. Το έργο του συνέβαλε στο να αποδειχτεί ότι μικροσκοπικά σωματίδια μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες. Ο ίδιος αποτελεί κομμάτι της ιστορίας της μικροβιακής θεωρίας των ασθενειών, η οποία λέγεται ότι είναι «μακράν η σημαντικότερη συμβολή στην ιατρική επιστήμη». Είναι αξιοσημείωτο ότι, 3.000 και πλέον χρόνια νωρίτερα, ο Μωσαϊκός Νόμος, ο οποίος περιλήφθηκε μετέπειτα στην Αγία Γραφή, παρείχε ήδη σαφείς οδηγίες για τη σωστή διαχείριση των πτωμάτων.