2015年於TED大會上演講時，他擔憂地說：「當我年紀還小時，擔心這世界上會發生核武災難……而在未來短短幾年，死亡人數會超過千萬人口的原因不再是飛彈，而是病毒。」深諳病毒難以預料的特性，比爾蓋茲憂心忡忡地提問：「下一場疫情爆發怎麼辦？我們還沒準備好！」
為增強全球公衛體系，比爾蓋茲在伊波拉病毒肆虐的非洲增建許多硬體建設，2014年捐贈5000萬美元（約新台幣15億元）用於對抗伊波拉疫情。2016年，他協助成立專門應對流行病的CEPI，希望在出現新疾病威脅時，能盡快生產安全有效的疫苗，該組織亦投資研發「基因疫苗」，這種疫苗的研發步驟簡單、不需合成蛋白質或病毒，後來新冠疫苗的熱門候選中，也有「基因疫苗」入列。
快速組織新冠疫苗生產分配
2020年新冠疫情爆發時，比爾蓋茲迅速動員旗下基金會資源，捐出2.5億美元（約新台幣71億元）冠狀病毒救濟資金，力求讓全球70億人都能獲得新冠疫苗注射。他的超前部署起到關鍵作用，GAVI、CEPI與他本身就大力捐助的WHO聯合運作COVAX，除了替92個中低收入國家募集20億美元（約新台幣569億元）疫苗資金，還將根據WHO制定的分配框架來公平分配疫苗，協助保護參與國的高風險族群。
參與COVAX的自籌資金國家可根據支付的金額，要求足以施打10％到50％人口的疫苗數量，疫苗總數量的5％將保留為庫存，以因應急性大爆發情況與支援人道主義組織，例如提供給難以獲得疫苗的難民。台灣也是184個參與國之一，我國疫情指揮中心發言人莊人祥24日透露，台灣將透過COVAX平台購得至少460萬劑疫苗，最快明年第1季到貨。
毫無疑問，這次許多國家都忽略了關於新冠病毒的警告，比爾蓋茲已經要求全球超前部署預防下一次傳染疾病大流行，他在最近接受媒體採訪時說：「我們已經知道如何與政府合作，也知道如何與製藥廠商合作。」他並預測，下一場大流行病的到來，「希望是現在起的20年後，但我們必須假設3年後……或在未來10或15年中，世界很有可能會在度面臨類似情況」。
