Dass Tierversuche für den medizinischen Fortschritt wichtig sind, lässt sich an der Vergabe von Nobelpreisen in Physiologie und Medizin ablesen. Seit 1900 wurde der Nobelpreis für Physiologie und Medizin rund 70-mal an Forschende vergeben, die bahnbrechende Erkenntnisse nicht zuletzt mittels Tierversuche gewannen. Die Beispiele reichen von der Entdeckung des Insulins und des Penicillins bis zur heutigen AIDS-Behandlung und den Erkenntnissen über das Funktionieren des Immunsystems oder des Gehirns.
Dank Tierversuchen konnten Antibiotika, Impfstoffe gegen Krankheiten wie Kinderlähmung (Polio) und Insulin für an Diabetes leidende Menschen entwickelt werden. Rund 80 Prozent der an Leukämie erkrankten Kinder können heute geheilt werden. Die Therapien gegen diese Krankheit wurden in Tierversuchen entwickelt. Auch in der Behandlung von Herz-Kreislauferkrankungen, der verschiedensten Formen von Krebs, AIDS aber auch in der Chirurgie wurden und werden auf tierexperimenteller Grundlage enorme Fortschritte gemacht.
Neurobiologische Tierversuche haben maßgeblich zur Verbesserung der Diagnostik und Therapie psychiatrischer sowie neurologischer Erkrankungen beigetragen. So konnte etwa das Verständnis von kindlichen Sehstörungen wie Schielen und der Entstehung von Kurzsichtigkeit deutlich erweitert werden. Die Entwicklung von Neuroprothesen zur Rehabilitation nach Rückenmarksverletzungen oder Schlaganfällen geht auf Erkenntnisse aus Experimenten mit Rhesusaffen zurück. Zudem wurden die Übertragungsmechanismen von Prionenerkrankungen wie Kuru, Scrapie oder der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit erforscht, was entscheidend für das Verständnis des auf den Menschen übertragbaren Rinderwahns (BSE) war.