Cepivo s penicilinom se lahko uporablja za zdravljenje številnih bakterijskih okužb, odvisno od odpornosti posameznega seva bakterij na ta antibiotik. Uporablja se lahko za zdravljenje streptokoknega grla, sifilisa in okužb, ki jih povzročajo ugrizi psov. Lahko zdravi tudi nekatere oblike bakterijske pljučnice in bakterijskega meningitisa.
Streptococcus, bakterijo, ki povzroča strep grlo, lahko ubijemo z injekcijo penicilina. Strep grlo je posledica bakterijske okužbe v grlu in tonzilah. Če se ne zdravi, se lahko razširi v pljuča, kar povzroči močan kašelj, bolečine v prsih in težko dihanje. Cepljenje penicilina lahko običajno odstrani okužbo v 72 urah, kar znatno skrajša inkubacijsko dobo in pomaga bolnikom, da si opomorejo veliko hitreje kot alternativni krog peroralnega zdravljenja z amoksicilinom. Strel prepreči rast bakterij; ker mora bakterija rasti, da ostane živa, jo antibiotik hitro ubije.
Cepljenje s penicilinom v veliko mišico je tudi najpogostejše zdravljenje sifilisa spolno prenosljive bolezni (STD). Če je okužba stara manj kot eno leto, je za uničenje bakterij potreben samo en odmerek antibiotika. Če je starejši, cepljenje s penicilinom enkrat na teden tri tedne običajno ozdravi bolnika. Če se sifilis ne zdravi, lahko poškoduje glavne organe in povzroči demenco, paralizo in sčasoma smrt. Cepljenje penicilina v zgodnjih fazah okužbe je najboljši način za preprečevanje te škode; nobena poškodba, ki se pojavi pred zdravljenjem, ne bo prizadeta.
Penicilin velja za antibiotik širokega spektra, kar pomeni, da lahko odstrani številne vrste bakterij z malo ali brez škode za nealergične bolnike. Še posebej je učinkovit proti bakterijam, ki jih najdemo v pasjih ustih, ki se lahko z ugrizom prenesejo na človeka. Cepivo s penicilinom se pogosto daje neposredno po napadu psa, da se prepreči širjenje kakršne koli okužbe, ki bi se lahko okužila. Antibiotik preprečuje rast večine strupov škodljivih bakterij in s tem ščiti bolnika pred številnimi zdravstvenimi težavami.
V nekaterih primerih se penicilin lahko uporablja za zdravljenje pljučnice in meningitisa, ki ju povzročajo bakterijske okužbe. Številne bakterije, ki povzročajo pljučnico, okužbo pljuč in meningitis, okužbo možganskega debla in hrbtenjače, so mutirale in spremenile, odkar je bil ustvarjen penicilin. Cepiva penicilina, ki se običajno daje z IV, je uporabna le v izbranih primerih. Za bakterijske pramene, ki niso ustvarile odpornosti na ta antibiotik, je še vedno hitro in učinkovito sredstvo za zdravljenje.
Penicilin je bil prvo odkrito zdravilo s sposobnostjo zdravljenja teh stanj. Odkar se je njegova široka uporaba začela leta 1945, so številne vrste bakterij mutirale in razvile odpornost na antibiotik. Zato se je uporaba penicilinskih injekcij bistveno zmanjšala. Še vedno pa je eden najhitreje delujočih antibiotikov proti nekaterim zelo nevarnim bakterijskim okužbam.