Ước muốn trở thành người thầy thuốc giúp ích cho dân dường như cũng đã hình thành ngày càng rõ nét ngay từ thuở thiếu thời ấy của ông. Năm 1937, Đặng Văn Ngữ tốt nghiệp bác sĩ y khoa. Thế rồi ông chấp nhận ở lại trường làm trợ lý chứ không mở phòng mạch tư. Lúc đó gia đình ông thực ra cũng không dư dả gì. Vợ ông xưa kia vốn là con quan Thượng thư của triều đình Huế vậy mà bây giờ phải chịu làm bánh gửi bán ở các nhà hàng kiếm thêm tiền phụ giúp chồng. Mặc dù cuộc sống còn nhiều khó khăn như vậy, nhưng với ông lòng say mê khoa học không hề suy giảm. Chính trong thời gian này ông đã hoàn thành nhiều công trình khoa học, trong đó có công trình điều tra về loài muỗi A-nô-phen ở Việt Nam làm cơ sở cho các công trình nghiên cứu về muỗi truyền sốt rét phục vụ chương trình phòng chống sốt rét sau này. Năm 1943, ông sang Nhật Bản tu nghiệp với tư cách phái viên của trường Đại học Y - Dược Hà Nội. Trên đất Nhật Bản, vào năm 1945, sau khi nhà bác học A.Fleming được Giải thưởng Nobel vì có công phát hiện ra pê-ni-xi-lin, mở ra kỷ nguyên mới điều trị các bệnh nhiễm trùng, được sự khuyến khích của giáo sư M.Ota, ông cũng đã tìm được một giống nấm có thể tiết ra chất pê-ni-xi-lin. Sau khi kết thúc chiến tranh thế giới lần thứ hai, quân Mỹ chiếm đóng Nhật Bản. Lúc đó ông đang làm việc ở Tokyo đã cùng với các bạn lập ra Hội Việt kiều mà ông là chủ tịch, tổ chức biểu tình đòi công nhận nền độc lập ở Việt Nam... Và cũng thời gian này, ông tiếp tục tích lũy kiến thức, phương pháp sản xuất pê-ni-xi-lin. Vào năm 1948, Hiệu trưởng trường Đại học Y - Dược Hà Nội ở vùng bị địch tạm chiếm yêu cầu ông trở về và cũng lúc này điều kiện đi Mỹ làm việc cũng rộng mở đối với ông song ông nói rằng chỉ chịu về nước để phục vụ kháng chiến, phục vụ nhân dân. Vào cuối năm 1949, ông trở về Tổ quốc, lập tức có mặt ở chiến khu Việt Bắc. Tất cả tài sản ông đem từ Thái Lan (ông đã phải chuyển tiếp qua con đường này) khi về nước chỉ có hai bộ quần áo và vài ống giống nấm pê-ni-xi-lin cùng với một tấm lòng, một trí tuệ sẵn sàng hiến dâng cho cuộc kháng chiến của cách mạng đến hoàn toàn thắng lợi. Được sự quan tâm, động viên của Hồ Chủ tịch cùng với sự giúp đỡ tích cực của Bộ Y tế, ông Đặng Văn Ngữ đã bắt tay ngay vào việc cấy nấm sản xuất pê-ni-xi-lin. Chính những liều thuốc pê-ni-xi-lin này của ông sau đó đã có mặt khắp các chiến trường, cứu nguy cho không biết bao nhiêu chiến sĩ, đồng bào ta khỏi tay tử thần do nhiễm trùng vết thương. Đến khi cuộc kháng chiến chống thực dân Pháp thắng lợi, ông Đặng Văn Ngữ lại cùng các đồng nghiệp được giao trọng trách phục hồi và phát triển trường Đại học Y Hà Nội. Riêng ông tham gia giảng dạy cùng lúc ba bộ môn: sinh lý học, sinh vật học và ký sinh trùng học. Ông còn được Đảng giao cho nhiệm vụ nghiên cứu để sớm thành lập Viện Sốt rét, ký sinh trùng và côn trùng. Viện này đã ra đời vào năm 1957, chỉ 2 năm sau khi Tổ chức Y tế thế giới (WHO) chính thức phát động chương trình tiêu diệt sốt rét trên toàn thế giới và ông cũng là người viện trưởng đầu tiên cho tới ngày ông hy sinh tại chiến trường Bình Trị Thiên - Huế, trong khi đang mải mê nghiên cứu về bệnh sốt rét. Sau đó, ông đã được Đảng và Nhà nước truy tặng cho danh hiệu cao quý: Anh hùng Lao động cùng Giải thưởng Hồ Chí Minh về 2 công trình bào chế dung dịch pê-ni-xi-lin sử dụng chữa vết thương trong kháng chiến chống Pháp và điều tra về loài muỗi sốt rét ở Việt Nam. Cho tới nay, Giáo sư Đặng Văn Ngữ còn có một bức tượng mang hình ông uy nghi dựng tại Viện Sốt rét, ký sinh trùng và côn trùng. Ở các thành phố lớn như Hà Nội, Huế và TP.HCM đều có những con đường, góc phố mang tên ông.