Domagk a Greifswaldi (1924) és a Müncheni Egyetemen (1925) tanított, majd az I. G. Farbenindustrie (Bayer) Kísérleti Patológiai és Bakteriológiai Laboratóriumának igazgatója lett Wuppertal-Elberfeldben. Itt szisztematikus módszerrel új festék- és gyógyszermolekulákat keresett, s észrevette, hogy az egyik festéknek antibakteriális hatása van az egerek Streptococcus-fertőzésével szemben. Ezt a festéket - a vörös színű Prontosilt - azután klinikailag is kipróbálták.

 Domagk 1939-ben nem tudta átvenni a Nobel-díjat, mert a náci Németország politikai viszonyai között ez nem volt lehetséges. Így csak később, 1947-ben kapta meg az aranyérmet és az oklevelet.