Tra il 1905 e il 1906 condusse la spedizione per la malattia del sonno nell'Africa dell'est; fece però principalmente le sue ricerche nella regione coloniale britannica in Uganda. Koch dovette interrompere questo viaggio per ricevere il Premio Nobel per la medicina nel 1905 a Stoccolma per la scoperta dell'agente patogeno della tubercolosi. Nel 1908 intraprese un viaggio negli Stati Uniti, Giappone e Hawaii.