詹纳用了几乎20年研究这个问题，对牛痘和天花病人作详细记录。最后在1796年5月，他做了一个实验。他从受感染的挤乳女工手上取得牛痘脓液，在名叫菲普斯（James Phipps）的8岁小孩身上“种痘”。正如詹纳期望的那样，小孩染上了温和的牛痘，但也和詹纳希望的一样，很快就恢复了。两个月后进行下一步。这时詹纳给小孩接种致命剂量的天花。这是非常危险和有争议的实验，但是小孩一直保持健康，并且没有任何迹象表明他感染上了这种致命疾病。又几个月后，詹纳重复他的试验，再次给年轻的菲普斯注射另一份强剂量的天花浆液。小孩仍然健康。
詹纳给8岁的菲普斯“种痘”
詹纳由此得出结论：牛痘病毒与天花极其相似，因此身体能够同时对这两者产生抗性，但是牛痘症状非常轻微，种痘后只会引起轻微的不适。
詹纳发表了他的研究发现。尽管起初有人怀疑，遇到阻力，但英国在1800年还是完全接受了种痘，并很快被世界其余地方采纳。值得一提的是，詹纳本人在他家乡的庭院里，每天要给300多位穷人种痘。到了1800年，估计有100000人获得了新的免疫力，许多国家很快实施强制性种痘，在这以后，天花发病率急剧下降。
