Osterhaus is een internationale autoriteit op het gebied van virale infecties. De afgelopen decennia heeft hij zich in vele wetenschappelijke en maatschappelijke functies ingezet voor de volksgezondheid van zowel mensen als dieren.

In de jaren ’80 verwierf hij publieke bekendheid met onderzoek naar de massale sterfte onder zeehonden in de Waddenzee. In 2001 ontdekte hij het humane metapneumo–virus dat vooral bij kinderen en ouderen ernstige luchtweginfecties kan veroorzaken.

In 2002 nam Osterhaus zitting in de wetenschappelijke commissie van de Europese Unie, die verspreiding van BSE moest beheersen. Begin dit jaar leverde hij het bewijs dat de ziekte SARS wordt veroorzaakt door een tot dan toe onbekend corona–virus.

Osterhaus is ook hoogleraar aan de universiteiten van Rotterdam en Utrecht en heeft vele jonge wetenschappers begeleid bij het behalen van hun doctorstitel.