I 1896 ble han kalt til Tysk Øst-Afrika for å undersøke en pest blant storfeet. Selv om han ikke lyktes i å oppdage denne sykdommens smitteemne, fant han i stedet et middel som kunne gjøre dyrene immun for det samme. Derpå fulgte Kochs undersøkelser om pesten hos mennesker, om sykdommen som forekommer blant storfe og hester i tropene, samt om texasfeberen. Koch samlet også rike erfaringer angående malariaen, og kort tid etter hjemkomst fra den forrige reisen ble han sendt som sjef for en malariaekspedisjon til Italia og tropene. Der kunne han blant annet bekrefte riktigheten av Ronald Ross' resultat om måten for sykdommens overføring i tillegg til at han oppnådde atskillige nye, praktiske og betydningsfulle resultater.