Sebaik sahaja jangkitan telah didiagnosis dan dikenal pasti, pilihan rawatan yang sesuai mesti dinilai oleh doktor dan berunding dengan ahli mikrobiologi perubatan. Sesetengah jangkitan boleh ditangani oleh sistem imun badan sendiri, tetapi jangkitan yang lebih serius dirawat dengan ubat antimikrob. Jangkitan bakteria dirawat dengan antibakteria (sering dipanggil antibiotik) manakala jangkitan kulat dan virus dirawat dengan antikulat dan antivirus masing-masing. Kelas luas ubat yang dikenali sebagai antiparasit digunakan untuk merawat penyakit parasit.

Pakar mikrobiologi perubatan sering membuat cadangan rawatan kepada doktor pesakit berdasarkan strain mikrob dan rintangan antibiotiknya, tapak jangkitan, potensi ketoksikan ubat antimikrob dan sebarang alahan ubat yang dimiliki pesakit.

Ujian rintangan antibiotik: bakteria dalam kultur di sebelah kiri sensitif terhadap antibiotik yang terkandung dalam cakera kertas putih. Bakteria dalam kultur di sebelah kanan tahan terhadap kebanyakan antibiotik.

Selain ubat yang khusus untuk jenis organisma tertentu (bakteria, kulat dll.), sesetengah ubat adalah khusus bagi genus atau spesies tertentu, dan tidak akan berfungsi pada organisma lain. Oleh kerana kekhususan ini, ahli mikrobiologi perubatan mesti mempertimbangkan keberkesanan ubat antimikrob tertentu semasa membuat cadangan. Selain itu, strain organisma mungkin tahan terhadap ubat atau kelas ubat tertentu, walaupun ia biasanya berkesan terhadap spesies tersebut. Strain ini, yang dipanggil strain bertahan, memberikan kebimbangan kesihatan awam yang serius yang semakin penting kepada industri perubatan apabila penyebaran rintangan antibiotik semakin teruk. Rintangan antimikrob ialah isu yang semakin bermasalah yang membawa kepada berjuta-juta kematian setiap tahun.[37]

Walaupun rintangan dadah biasanya melibatkan mikrob yang menyahaktifkan ubat antimikrob secara kimia atau sel yang menghentikan pengambilan ubat secara mekanikal, satu lagi bentuk rintangan dadah boleh timbul daripada pembentukan biofilem. Sesetengah bakteria mampu membentuk biofilem dengan melekat pada permukaan pada peranti yang diimplan seperti kateter dan mencipta matriks ekstrasel.[38] Ini memberikan mereka persekitaran yang stabil, di mana bakteria boleh tersebar dan menjangkiti bahagian lain perumah. Selain itu, matriks ekstrasel dan lapisan luar padat sel bakteria boleh melindungi sel bakteria dalaman daripada ubat antimikrob.[39]

Terapi faj ialah teknik yang ditemui sebelum antibiotik, tetapi terpinggir ketika mana antibiotik menjadi lebih dominan. Ia kini dianggap sebagai penyelesaian yang berpotensi untuk meningkatkan rintangan antimikrob. Bakteriofaj, virus yang hanya menjangkiti bakteria boleh menyasarkan bakteria sasaran secara khusus dan menyuntik genomnya. Proses ini menyebabkan bakteria menghentikan pengeluarannya sendiri untuk mencipta lebih banyak fag, dan ini berterusan sehingga bakteria mati secara dirinya sendiri lalu melepaskan fag ke persekitaran sekeliling. Terapi faj tidak membunuh mikrobiota kerana ia bersifat khusus, dan ia boleh membantu mereka yang mempunyai alahan antibiotik. Beberapa kelemahan adalah bahawa ia adalah proses yang memakan masa kerana bakteria tertentu perlu dikenal pasti. Setakat kini, ia juga tidak mempunyai badan penyelidikan yang menyokong kesan dan keselamatannya seperti antibiotik. Bakteria juga akhirnya dapat bertahan melalui sistem seperti CRISPR/Cas9. Meskipun begitu, banyak ujian klinikal memperoleh keputusan meyakinkan, menunjukkan bahawa ia berpotensi membantu masalah rintangan antimikrob. Ia juga boleh digunakan bersama dengan antibiotik bagi kesan kumulatif. [40]

Mikrobiologi perubatan bukan sahaja mendiagnosis dan merawat penyakit, ia juga melibatkan kajian mikrob yang bermanfaat. Mikrob telah terbukti membantu dalam memerangi penyakit berjangkit dan menggalakkan kesihatan. Rawatan boleh dibangunkan daripada mikrob, seperti yang ditunjukkan oleh penemuan penisilin Alexander Fleming serta pembangunan antibiotik baharu daripada genus bakteria Streptomyces, antara yang lain.[41] Bukan sahaja mikroorganisma merupakan sumber antibiotik tetapi sesetengahnya juga boleh bertindak sebagai probiotik untuk memberikan manfaat kesihatan kepada hos, seperti menyediakan kesihatan gastrousus yang lebih baik atau menghalang patogen.[42]