Năm 1903, Nicolle trở thành Giám đốc Viện Pasteur ở Tunis, nơi ông đã làm công việc đoạt giải Nobel về bệnh sốt rét, đưa Hélène Sparrow với ông làm trưởng phòng thí nghiệm. Ông vẫn là giám đốc của Viện khi ông qua đời vào năm 1936. Ông là một nhà nghiên cứu quan trọng trong việc phát hiện ra một sinh vật chết người, Toxoplasma.
Bệnh giang mai