У 1881 р. реакційні дії уряду посилилися, і Мечников, подавши у відставку, 1882 року переїхав до Мессіни в Італії. 1886 — повернувся до Одеси, щоб очолити новоорганізований Бактеріологічний інститут, де він вивчав дію фагоцитів собаки, кролика і мавпи на бактерії, що спричинюють бешиху і епідемічний поворотний тиф. Його співробітники працювали також над вакцинами проти холери курей і сибірки овець.