В то время как чума все сильнее распространялась по Москве, врачи спорили. Одни говорили, что это обыкновенная горячка; другие считали болезнь «моровой язвой» и требовали принятия мер борьбы с грозной болезнью.

В эту тревожную пору в Москву приехал Самойлович.

Въезд в Москву был разрешен только через семь застав, остальные заставы были закрыты. Все, кто имел возможность, старались покинуть Москву. На улицах собирались толпы народа и прислушивались к голосам темных людей, говоривших, что лекари в карантинах морят москвичей.

Больных стали прятать. Самойлович с первых же дней наблюдения за чумой разгадал ее заразительность. Он рекомендовал сжигать вещи больных и окуривать помещения, где они находились. Но врачебные советы принимались населением враждебно. Трупы выбрасывали ночью на улицы или опускали в колодцы, чтобы врачи не узнали, где жил умерший от чумы. Нужна была искра, чтобы разгорелся пожар.

Какая-то кликуша увидела сон, что она излечилась от чумы у иконы богоматери. Весть об этом быстро разнеслась по Москве, и народ бросился к Варварским воротам, где висела икона. Громадное скопление народа у иконы еще больше усилило эпидемию.

Архиепископ Амвросий по совету Самойловича решил снять икону с Варварских ворот. Присланная для выполнения распоряжения архиепископа команда солдат была встречена толпой, подстрекаемой священниками, с воплем: «Богородицу грабят! Бейте их!» Чумной бунт превратился в стихийное восстание московской бедноты. Амвросий был убит. Из карантинных домов и больниц выпускали здоровых и уносили больных. Для подавления волнения были вызваны войска, которые стали расстреливать народ картечью. На Красной площади была убита тысяча человек. Восстание было разгромлено. Учрежденная после этих трагических событий «предохранительная комиссия», наиболее деятельными участниками которой были доктора Шафонский и Самойлович, провела ряд мер для борьбы с чумой. Погребение умерших было взято на казенный счет. Истреблялись кошки и собаки, так как считалось, что они разносят заразу. Вещи чумных больных сжигались, помещения обеззараживались. Эпидемия пошла на убыль.

Самойлович был первым в России и, пожалуй, в мире ученым, который твердо придерживался мнения, что зараза чумы передается «единственно от прикосновения к больным и вещам зараженного». Самойлович был истинным охотником за микробами, он первый в мире пытался с помощью микроскопа найти возбудителя чумы.

Свои исследования Самойлович опубликовал в 1792 году в сочинении под названием: «Краткое описание микроскопических исследований о существе яду язвенного».

Бесстрашно вскрывая умерших от чумы, Самойлович убеждался, что «яд язвенный… состоит из некоего особливого и совсем отменного существа, о коем никто прежде не знал и которое ныне исследовано мною через самоточнейшие микроскопические и иные наблюдения». Не вина Самойловича, что малое увеличение микроскопа не дало ему возможности открыть микроба чумы. За многие десятки лет до исследований Пастера Самойлович был убежден в возможности ослабить «яд язвенный» и путем прививок спасать людей от чумы.

Вскрывая однажды чумного, Самойлович занес себе в палец заразу. Он заболел чумой, но в легкой форме. Это послужило поводом к изобретению Самойловичем предохранительных прививок против чумы. Открытие Самойловича стало известно всем европейским ученым. Дижонская академия во Франции писала: «В сочинениях его предъявляются такие предметы, о коих доселе никто не помышлял, ибо ни в каких преданиях древних и новых врачей не упоминается, чтоб яд, столь лютый, каков есть язвенный (чумной), мог быть удобно укрощен».

Самойлович первый предложил прививки против чумы. Он был замечательным предшественником славной когорты русских микробиологов, во главе которых через столетие стал Илья Ильич Мечников.