Tento tím potom úspešne liečil ďalších štyroch pacientov, ale Florey si veľmi rýchlo uvedomil, že jeho laboratórium nie je schopné produkovať dostatok penicilínu na klinické testy. Obrátili sa na britské farmaceutické firmy, tie však boli príliš zamestnané vojnovými potrebami štátu. V júli 1941 preto Florey spoločne s Normanom Heatleym odišli do USA.
Florey získal dostatočný záujem amerického ministerstva poľnohospodárstva na to, aby ho odporučilo na Northern Regional Reseaech Laboratory v Peorii. Výskumníci tohto laboratória boli odborníkmi na fermentačné procesy. Heatley tam zostal niekoľko týždňov, pričom spolupracoval s Andrewom J. Moyerom, ktorý od neho získal maximálne možné množstvo informácií, no odmietol sa s ním podeliť o svoje vlastné poznatky. Medzičasom vstúpili Američania do vojny. Moyer dokázal 34-krát zvýšiť výťažok penicilínu. O produkt prejavili záujem tri americké farmaceutické spoločnosti. Takisto to bolo aj v prípade americkej vlády, a tak projekt penicilínu dosiahol pri prideľovaní federálnych prostriedkov prioritu.
Florey sa vrátil do Veľkej Británie, kde mu prisľúbili dostatočné množstvo penicilínu na príslušné testy. Dostal však len tri malé vzorky, čím sa opäť dostal na úroveň limitovaných zdrojov svojho oxfordského laboratória. Všetok americký penicilín bol vyhradený pre armádu. Napokon upadla aj Floreyho sláva. V roku 1942 požiadal A. Fleming o penicilín na liečenie svojho umierajúceho priateľa. Keď sa v The Times objavila správa o jeho dramatickom vyliečení, Almroth Wright pripísal vo svojom liste objav lieku svojmu žiakovi Flemingovi, čo bol začiatok mýtu. Z podnetu britskej a americkej vlády sa v roku 1943 do veci zapojili farmaceutické firmy a dosť rýchlo vyvinuli metódy výroby veľkého množstva penicilínu. Začali vyrábať penicilín vo veľkom rozsahu. V máji Florey odcestoval do severnej Afriky, kde sa uskutočňovali mimoriadne úspešné testy na ranených. Penicilín liečil aj kvapavku a britský generáli chceli mať čo najskôr vyliečených tisíce nakazených vojakov, aby sa títo mohli zúčastniť invázie na Sicíliu. Florey bol proti tomu, aby sa namiesto od vážne ranených liečili samonakazených, ale jeho hlas zostal bez odozvy.
V deň "D" v júni 1944 mali Spojenci už dostatok penicilínu prakticky na neobmedzené použitie. Nemci, Japonci a Taliani nikdy tajomstvo neodhalili, o čom svedčí aj veľký počet ľudí s amputovanými časťami tela, ktorých bolo možné po vojne vidieť v týchto krajinách. V roku 1945 sa používanie penicilínu rozšírilo po celom svete. Objav penicilínu značne podmienil pátranie po ďalších antibiotikách a z tohoto výskumu vzišlo objavenie mnohých "zázračných liekov".