Сохранился рабочий журнал Чумакова, в котором он описал свои исследования: ученый проводил опыты кормления клещей на мышах, инфицированных штаммами вирусов, выделенных от больных, проверял возможность заражения мышей воздушно-капельным путем, обследовал членов семей, которые контактировали с заболевшими клещевым энцефалитом, пытался выделить вирус из носоглоточных смывов пациентов. Эти разносторонние исследования подтвердили гипотезу Л. А. Зильбера. М. П. Чумаков провел вирусологическое обследование двадцати больных и записал в своем журнале протоколы выделения первых в истории штаммов вируса клещевого энцефалита. Уже во время этой экспедиции Михаил Петрович Чумаков начал использовать сыворотку крови людей, перенесших ранее заболевание клещевым энцефалитом, для лечения больных. Одновременно с этим он проводил иммунизацию домашних коз для получения иммунных сывороток. В дальнейшем Чумаков интенсивно разрабатывал данные направления (специфическую серопрофилактику и серотерапию), совершенствуя методы изготовления сывороточных препаратов. Эти препараты до сих пор остаются в арсенале основных средств профилактики и раннего лечения клещевого энцефалита, а технологии их изготовления постоянно совершенствуются.
В результате работы первой дальневосточной экспедиции под руководством Л. А. Зильбера был открыт возбудитель заболевания — вирус клещевого энцефалита, открыт переносчик этого вируса (то есть было установлено, что люди заболевают после укуса клеща) и разработаны методы неспецифической и серологической профилактики этого заболевания. Итоги этой экспедиции оказались настолько важными, что они фактически определили становление в СССР медицинской вирусологии.
Но за такие блестящие результаты ученому пришлось заплатить дорогую цену. 29 июня 1937 года при патологоанатомическом вскрытии пациента, погибшего от клещевого энцефалита, М. П. Чумаков случайно заразился и заболел тяжелой формой. Он выжил и даже сумел вернуться к своей работе, но болезнь вызвала серьезные осложнения — потерю слуха и паралич правой руки и мышц шеи. избавиться от паралича и восстановить слух молодому ученому (на момент болезни ему было всего 27 лет) так и не удалось. Все работы и достижения его дальнейшей жизни были сделаны без правой руки и без слуха. Но тяжелая болезнь и ее необратимые последствия не сломили мужественного ученого. В полной мере проявился твердый характер М. П. Чумакова, который позволил ему добиться выдающихся успехов в науке. Ученый не только вернулся к активной жизни и любимой работе, но и продолжил исследования клещевого энцефалита в вирусологической лаборатории Института неврологии, которую он организовал в 1938 году.
Нельзя забывать о том, в какой сложной политической обстановке жила страна в те годы. Это был самый разгар сталинских репрессий, и в застенки НКВД попадали многие известные врачи и ученые. В 1937 году был арестован Иван Великанов, а вскоре последовал и первый арест Льва Зильбера. Но Михаила Петровича Чумакова репрессии 1930-х годов обошли стороной. Возможно, от ареста его спасла полученная травма, и сотрудники НКВД не стали трогать известного молодого ученого с репутацией героя, самоотверженно отдавшего свое здоровье во имя советской науки.
За открытие вирусов клещевого энцефалита и разработку методов лечения этого заболевания Чумаков вместе с группой своих коллег получил в 1941 году Сталинскую премию. Но Л. А. Зильберу, который на тот момент был репрессирован и находился в лагерях ГУЛАГа, эту премию не дали. Михаил Петрович Чумаков как человек мужественный и глубоко порядочный не побоялся письменно обратиться к И. В. Сталину и М. И. Калинину с требованием об освобождении Зильбера и возвращении его из лагеря. И хотя руководители страны никак не отреагировали на его письмо, для того времени это был очень смелый поступок.
Во время Великой Отечественной войны на фронт Чумаков не попал из-за своего физического состояния, но на протяжении всех военных лет он продолжал научную деятельность. Темы, которыми он занимался в это время, были актуальны и для фронта, и для тыла. Чумаков уделял большое внимание исследованиям особых вирусных заболеваний, которые назвал геморрагическими лихорадками: крымской, омской, боливийской и т. д. Очаги таких инфекций вспыхивали в разных регионах России.