陈薇担任国家抗震救灾卫生防疫组组长，组织编写《震后卫生防病30问答》和《卫生防疫与心理援助知识手册》，冒着余震率队入川，战“疫”长达两月。后从灾区回家，立马又投身“奥运安保军队指挥小组”专家组，带队负责北京奥运会期间各场馆的核、生、化反恐防护任务，成功处置了数十起核生化疑似事件。
此后，陈薇继续兢兢业业，开拓进取，先后获得“国家杰出青年科学基金”“第八届中国青年女科学家奖”等多项殊荣。2011年时，45岁的陈薇博导，所带团队中硕士研究生以上就有32人，其中3人晋升副研究员，6名博士生还以第一负责人身份承担多项国家课题。2012年，陈薇登上中央电视台《小崔说事》。2014年，西非大规模爆发埃博拉疫情并迅速向外蔓延。
由于这种病传染性强，死亡率高达50%至90%，病毒潜伏期可达2至21天，因此被美国归类为“最高等级之生物恐怖袭击武器”，由此引发全球恐慌。陈薇认为疫情就是一把锁，而这个锁的密码，却在不断变化。她知道，埃博拉这种自己从2006年就开始研究的病毒，又发生了变异。
为了将疫情阻挡在国门之外，陈薇不顾艰险，率队赴非，研发出世界首个2014基因型埃博拉疫苗，实现了中国疫苗在境外临床试验的“零突破”。由于中国陈薇团队的新基因疫苗推广，世卫组织2015年宣布，埃博拉病毒的传播在塞拉利昂已经终止。那一刻，全球为之惊叹，陈薇名扬中外。2015年7月，中国人民解放军总后勤部举行晋升少将军衔仪式，49岁的陈薇，成为当天晋升的唯一一名女军官。
2016年，因“抗埃”贡献突出，陈薇荣获“2015年度中国十大科技创新人物”，同时入选的，还有因发现青蒿素而获得诺贝尔生理学或医学奖的屠呦呦教授。2017年10月，作为全球首个获批新药的埃博拉疫苗研发者，陈薇荣获“2017年度何梁何利基金科学与技术进步奖”。
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