Karl Pfizer setzte seine Hoffnung auf die Neue Welt: 1848 begab sich der 24-jährige Feinchemiker aus Ludwigsburg gemeinsam mit seinem Cousin Karl Erhart auf die sechswöchige Reise über den Atlantik, um sich in den Vereinigten Staaten mit einem Feinchemie-Unternehmen selbstständig zu machen. Auf einem Fabrikgelände in Brooklyn bezogen die beiden Schwaben ein schlichtes Backsteinhaus, in dem Büro, Labor, Fabrik und Lager untergebracht waren. Schwerpunkte des Geschäfts waren Rohchemikalien für die pharmazeutische und für die Lebensmittelindustrie.

Der erste Verkaufsschlager des jungen Unternehmens ließ nicht lange auf sich warten: Das Medikament Santonin half gegen Wurmbefall, an dem zahlreiche Amerikaner in ihren überfüllten, nicht sehr hygienischen Quartieren litten. Bisher gab es nur Mittel, die sehr bitter schmeckten. Nicht so Santonin: Ihr bitterer Kern steckte in einer süßen Hülle, die Karl Pfizers Cousin Karl Erhart, der Konditormeister war, entwickelt

Um 1880 begann Pfizer mit der Herstellung von Zitronensäure, die ein wichtiges Grundelement für die Erzeugung vieler chemischer Produkte und Basisgeschmacksstoff für Nahrungsmittel wie Limonaden war. Knapp vierzig Jahre später entwickelte Pfizer die Fermentationstechnik, durch die die Massenherstellung von Zitronensäure möglich wurde. Mit dem Erfolg von zitronensäurehaltigen Limonaden wie Coca-Cola, Dr. Pepper und Pepsi-Cola stieg auch die Nachfrage nach Pfizers Produkt rasant an. 1923 war „Charles Pfizer & Co“ mitsamt seinen Filialen in ganz Amerika der weltgrößte Zitronensäure-, später sogar Vitaminpräparate-Produzent.

In den 1930er-Jahren wurde Pfizer zum Spitzenreiter in der Fermentationstechnik. Größter Erfolg der damaligen Pfizer-Forschung war 1941 die großtechnische Fermentierung des Penicillins, das seit seiner Entdeckung durch den englischen Arzt Alexander Fleming dreizehn Jahre zuvor nur in winzigen Mengen herzustellen war. Pfizers Antibiotikum war 200-mal ergiebiger als das herkömmliche Penicillin. Bereits gegen Ende des Zweiten Weltkriegs konnten damit jährlich sieben Millionen Patient:innen behandelt werden. Pfizer wurde auch hier zum weltweit größten Hersteller.