Già nel 1880 il medico francese Charles Louis Alphonse Laveran aveva osservato la presenza dei plasmodi, responsabili dell'infezione, all'interno di globuli rossi umani; ma molti ricercatori ritenevano che i protozoi venissero trasmessi dalle zanzare dopo che queste li avevano ingeriti dal terreno o da acque paludose. Nel 1898 a Calcutta, nella "stagione strana" (quella in cui non si verificavano casi di malattia nell'uomo), si dedicò allo studio della malaria aviaria. Studiando la malaria degli uccelli, nel 1898 scoprì che l'agente causale venne trasmesso dalla zanzara della specie "Culex pipiens". Ricostruì il ciclo vitale del parassita Plasmodium, compreso il suo sviluppo nell'intestino e nelle ghiandole salivari della zanzara, scoprendo che quest'ultima poté trasmettere la malattia dagli uccelli infetti a quelli sani. Avanzò dunque l'ipotesi che la stessa fosse responsabile dell'infezione nell'uomo.