Nel 1881 Sternberg fu inviato a New Orleans per stabilire se l'agente eziologico della malaria fosse il "Plasmodium malariae", come ipotizzava Laveran, o il "Bacillus malariae", come avevano ipotizzato Klebs e Tommasi Crudeli. Nel suo rapporto (1881) Sternberg dichiarò che il "Bacillus malariae" non era causa della malaria. Nello stesso anno Sternberg annunciò, in contemporanea con Pasteur, la scoperta dello Pneumococco, agente patogeno della polmonite. Si interessò sempre di più ai microrganismi: fu il primo scienziato a produrre microfotografie del Micobatterio. Fu inoltre il primo ricercatore americano a studiare i microrganismi anaerobici responsabili della putrefazione (1878); questa attività di ricerca continuò a Washington, sotto l'egida della American Public Health Association, e nei laboratori del "Johns Hopkins Hospital" di Baltimora. Il suo saggio ""Disinfection and Individual Prophylaxis against Infectious Diseases"" (1886) fu poi tradotto in diverse lingue è venne insignito del "Premio Lomb". Nel 1887 sovrintese la creazione del corpo ospedaliero dell'esercito americano.