本世纪二十年代末发现了青毒素，四十年代中期便发展成为大规模发酵生产，生物学研究成果开始跻身于工业之林。与此同时，通气搅拌技术也被引入发酵工业中，这是第二个时期。

继一九五六年谷氨酸发酵成功后，其他各种氮基酸及核酸类物质的发酵应运而生。法国分子生物学家莫诺等，以乳糖操纵子学说为核心内容，在脱氧核糖核酸(DNA)分子水平。上控制微生物代侧，形成代谢控制的新型发酵技术。这是第三个时期。

六十年代，随着石油利用菌的发现，以正烷烃等为原料制取单细胞蛋白和其他产物的发酵研究盛行起来。由过去仅依靠农产品的碳水化合物，转为使用供应有保证、质量均一的正烷烃、醋酸、醇类、天然气等原料。这是以原料的转变为待点的第四个时期。

一九七三年创造了DNA重组技术，为人类定向育种提供了新途径。这一重大成就可生产出品种多、数量大、质量高的产品。从过去随机性选育菌株，到朝着定向育种转变，这种发酵工业的发展有着深远影响。这是以引入遗传工程技术为特征的第五个时期。

八十年代以来，现代生物工程有了进一步发展，其中有以重组DNA技术为核心的基因工程，以细胞和薛的固定化技术为主的酶工程，以及以细胞融合技术和细胞大量培养技术为主的细胞工程等。这些新技术，必将给微生物发酵工业带来划时代的影响。