Disertasi yang dibuat untuk program doktoralnya pada tahun 1927 adalah tentang pembuktian bahwa leptospira bukanlah penyebab penyakit demam kuning.
Usai menyelesaikan pendidikannya, Achmad Mochtar kembali ke Indonesia dan mulai aktif melakukan penelitian serta mempublikasikan jurnal ilmiah.
Pada tahun 1942, Jepang meminta Lembaga Pasteur di Bandung untuk memproduksi vaksin penyakit tetanus.
Romusha yang masih sehat dibawa ke Jakarta untuk diberikan vaksin tersebut, namun mereka semua lantas meninggal dunia.
Kejadian tersebut diselidiki oleh peneliti dari Lembaga Eijkman dan menyatakan bahwa vaksin tersebut telah dicemari racun tetanus.
Pada tahun 1944, Achmad Mochtar dan anggota peneliti Eijkman ditangkap oleh tantara Jepang dengan tuduhan sabotase terhadap vaksin tersebut.
Mereka semua ditahan dan disiksa secara tidak wajar hingga membuat beberapa dokter tewas.
Peneliti Eijkman yang masih bertahan akhirnya dilepaskan pada Januari 1944.
Berdasarkan beberapa laporan mengatakan bahwa Achmad Mochtar berhasil bernegosiasi untuk membebaskan staffnya dengan timbal balik ia akan mengakui tuduhan sabotase terhadap vaksin tersebut.