Fenner je bio iznimno cijenjen mikrobiolog u svijetu. Godine 1949. dobio je stipendiju za rad na newyorškom Rockefeller Institute for Medical Research, a po povratku u Canberru postao je profesor mikrobiologije na Institutu za medicinska istraživanja John Curtin pri Australskom državnom sveučilištu.
Ondje je sa suradnicima počeo ponovno proučavati viruse, osobito virus miksomatoze.
S obzirom na to da se između četrdesetih i pedesetih godina prošloga stoljeća Australija nije mogla boriti s brojnim zečevima koji su uništavali sve pred sobom, Fenner i suradnici uspjeli su virusom miksomatoze usmrtiti 99,5 posto populacije zečeva. Prije početka korištenja virusa na zečevima, Fenner i njegova dvojica kolega ubrizgala su sebi virus miksomatoze da bi pokazali kako nije opasan za ljude.
Između 1967. i 1973. Fenner je bio na čelu globalnog Povjerenstva za iskorjenjivanje velikih boginja. Njihovo konačno iskorjenjivanje svečano je objavio 1980. pred skupštinom Svjetske zdravstvene organizacije (WHO). Sam je izjavio kako je tada bio iznimno ponosan, prenosi agencija dpa.
Uspješno iskorjenjivanje velikih boginja, zarazne bolesti odgovorne za smrt milijuna ljudi kroz povijest, smatra se jednim od najuspješnijih postignuća u povijesti WHO-a.
Profesor Fenner aktivno se zanimao za zaštitu okoliša i bio je direktor zaklade Centre for Resources and Environmental Studies. U mirovinu se povukao 1979., no nastavio se aktivno baviti znanstvenim radom. U lipnju 2010. je u interviewu za list "The Australian" kazao kako smatra da će ljudska vrsta izumrijeti u predstojećih stotinu godina. To će, kako je kazao, biti rezultat prekomjernoga rasta broja stanovnika na Zemlji i nenadzirane zloporabe dobara. Nakon ljudske uslijedit će i izumiranje životinjskih vrsta. "Proces nije moguće zaustaviti. Prekasno je, više od toga ne mogu reći, iako se mnogi pojedinci trude taj kobni proces zaustaviti", kazao je Fenner za australski list.