Ancak daha sonra tıp okumaya karar vererek Saarland eyaletinde bulunan Homburg kentindeki Saarland Üniversitesi’nde tıp eğitimine başlamış. Eşi Prof. Dr. Uğur Şahin'le de tıp eğitimi alırken tanışmışlar. İkisini birbirine ilk olarak bilime duydukları tutku bağlamış. Düğün sabahlarında bile laboratuarda çalıştıklarını yine verdikleri bir röportajda dile getiriyorlar. Türeci, 2000 yılında Mainz Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde öğretim görevlisi olarak çalışmaya başlamış.

Biyofarmatik şirketi Ganymede'de çalışan Özlem Türeci ve Prof. Dr. Uğur Şahin, 2008 yılında BioNTech'i kuruyorlar. Türeci klinik geliştirme bölümünün de şefi oluyor. Yeni tip korona virüsü salgınıyla birlikte geliştirdiği aşı nedeniyle büyük umut haline gelen şirketin kurucuları Türeci ve Şahin, önceden kanser tedavileri için geliştirdikleri ilaçlar nedeniyle Almanya’nın en zengin 100 kişisi arasında yer alıyorlar. Welt gazetesinin Pazar eki Welt am Sonntag, çifti 2,4 milyar euroluk mal varlıklarıyla listede 93. sıraya yerleştirdi. Ancak her iki bilim insanı da meslektaşları ve arkadaşları tarafından mütevazı bilim insanları olarak tanımlanıyor.

55 yaşındaki immünolog ve onkolog  Prof. Dr. Uğur Şahin ise İskenderun'da doğduktan sonra dört yaşında ailesiyle birlikte Köln’e göç etmiş. Şahin’in babası Köln'deki Ford fabrikasında işçi olarak çalışmış. Şahin de verdiği röportajlarda tıpkı eşi Özlem Türeci gibi doktor olma hayalini gerçekleştirmiş ve oldukça da başarılı olmuş. Şahin ve Türeci’nin Homborg’da yolları birleştikten sonra çift birlikte yeni başarılara imza atıyorlar. Özlem Türeci ve Uğur Şahin BioNTech yöneticiliklerinin yanı sıra hâlâ Mainz Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde özel öğretim görevlisi olarak çalışıyorlar.

İki doktor, kanser araştırmalarında yeni bir yaklaşım izlediler. Yalnızca ameliyatlara, kemoterapiye ve radyasyona güvenmek yerine, bağışıklık sisteminin kanser hücrelerini yok etmesi gerektiği üzerinde durdular. Şahin ve Türeci, bakteri veya virüs vücuda saldırdığında insan vücudunun sıklıkla kendine yardım edebileceği gerçeğine vurgu yaptılar. Kendi kendini iyileştirme mekanizmalarını harekete geçiren ve vücudun kendi savunma kuvvetiyle kötü huylu tümörleri zararsız hale getiren bir immünoterapi geliştirmeyi amaçladılar.