1922г. в Ростове-на-Дону вспыхнула эпидемия холеры. При изучении путей заражения Зинаида Виссарионовна обнаружила в водопроводной воде вибрионы, которые, по её мнению, могли служить возбудителями холеры. В доказательство этому она решилась провести опасный эксперимент – опыт самозаражения.
Этот опыт привел к развитию тяжелого заболевания и едва не завершился смертью Зинаиды Виссарионовны. Но выжив и продолжив исследования, она выдала блестящий результат. Этот эксперимент позволил впервые описать клиническую картину классической холеры.
Опыт самозаражения позволил Ермольевой З.В. доказать патогенность холероподобных вибрионов и возможность реверсии патогенных свойств измененных штаммов холерных вибрионов.Впервые в истории микробиологии З.В. Ермольева выделила из кишечника больного с диареей холероподобный светящийся вибрион, который вошел в номенклатуру бактерий как V.phosphorescens E. Светящиеся холероподобные вибрионы стали носить имя нашей отечественной исследовательницы Ермольевой З.В.
Результаты исследований З.В. Ермольевой, проведенных в этот период её научной деятельности, являются золотым фондом изучения холеры не только у нас в стране, но и за рубежом. Многогранный опыт работы по этой проблеме был представлен в монографии «Холера» в 1942г.
Одновременно с работой в Ростовском бактериологическом институте Зинаида Виссарионовна с октября 1921 работает ассистентом, а затем доцентом кафедры микробиологии Донского университета.Донской период жизни и научно-педагогической деятельности Ермольевой З.В. завершился в 1925г., когда её по рекомендации профессора Барыкина В.А. пригласили в Москву на должность руководителя отдела биохимии микробов в Институт биохимии им. А.Н. Баха Наркомздрава СССР, который в 1934 году вошел в состав Всесоюзного института экспериментальной медицины (ВИЭМ). Это была первая профильная советская лаборатория по изучению микробной биохимии, основательницей и вдохновительницей которой стала Зинаида Виссарионовна.
В этот период Зинаида Виссарионовна обратила особое научное внимание на исследования ферментов и токсинов микроорганизмов-в то время малоизученные процессы жизнедеятельности микробов. В Советском союзе это явление изучали немногие исследователи. Обмену ценным опытом способствовали ее поездки в другие страны, в том числе во Францию и Германию. В 1928 году З.В. Ермольева побывала во всемирно известном микробиологическом институте им. Луи Пастера в Париже. Особенно плодотворной оказалась совместная работа Зинаиды Виссарионовны с ее немецкими коллегами.
