1887年，伊凡诺夫斯基被送往乌克兰和比萨拉比亚，调查一种造成植物损伤惨重的烟草疾病（烟草花叶病），当时他在俄罗斯的圣彼得堡大学学习。三年以后他又被派往波西米亚统治区，研究一种类似的烟草类植物的疾病。他发现这两种疾病都是由一种极其微小的、具有传染性的生物引起的，它可以穿透陶瓷制成的张伯伦过滤器——这是任何细菌都无法做到的。伊凡诺夫斯基分别在一篇文章（1892）和一篇论文（1902）里描述了他的发现。

1898年，荷兰微生物学家马丁努斯·拜耶林克（Martinus Beljerinck，1851.3.16~1931.1.1）独自重复了伊凡诺夫斯基的实验，并相信了在穿过了过滤器的溶液中有一种新的、具有传染性的物质，他后来将这种物质取名为病毒。拜耶林克承认了伊凡诺夫斯基是优先发现病毒的人。

1892年，伊凡诺夫斯基在研究烟草花叶病时，发现将用细菌过滤器处理过的，有病的烟叶滤汁擦在无病的烟叶上仍能使生长正常的叶子生病。他认为一定有一种更小的能通过细菌过滤器的微生物存在。1898年荷兰学者拜耶林克(Bei-jerinck)重复证明了该项发现。便给这种比细菌更小的微生物起了个名字叫“病毒”。即有毒的意思。但是，因为病毒实在太渺小了。用nm(纳米)测量。可以说它是微生物世界中的“小人物”。大多数病毒用普通光学显微镜放大一千倍以上仍然不能看到它。直到1937年由多伦多大学研制成功的可放大七千倍的电子显微镜问世，人们才真正清楚地看到病毒。才有机会识其“庐山真面目”。这时距伊凡诺夫斯基首次发现烟草花叶病毒已有近半个世纪的时间了。病毒学的研究进入兴盛时期是本世纪40年代以后的事了。

在伊凡诺夫斯基的启发下，自1930年以来许多医生和兽医在研究某些人和动物疾病时，也发现一些经过过滤器除去了细菌的液体也会使人和动物生病。相继发现了许多可致人类及动物疾病的病毒。如流行性感冒病毒、麻疹病毒、乙脑病毒、肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、获得性免疫缺陷综合症(艾滋病)病毒等。据现有资料证明，人类的传染病约有80%是由病毒所致。它是对人类危害最大、个头最小的“杀手”。