一种全新病毒首次侵入人体，免疫系统一开始是无法识别的。它不清楚病原体的特性，也不知道该用什么方式抵御。就算处在这种茫然状态，身体的防御机制也会立刻启动，整套流程十分精密。
最先启动的是先天免疫。皮肤和黏膜作为第一道屏障，病毒从呼吸道入侵时，气管纤毛和黏液会向外清扫，尝试把病毒排出体外。一旦病毒突破屏障进入细胞，被感染的细胞会马上发出警报，释放干扰素。干扰素不会直接杀灭病毒，作用是通知周边细胞启动防御，暂停蛋白合成，切断病毒借助宿主细胞复制的途径。同时干扰素会召集自然杀伤细胞，清除被病毒感染的细胞，宁可牺牲被侵染的细胞，也不让病毒继续增殖。
这个阶段持续数小时到一两天，反应速度快，但识别不够精准。先天免疫属于广谱防御，无法分辨病毒种类，只感知到异物入侵，立刻启动防御。发烧、发炎、浑身酸痛，都是先天免疫启动带来的副作用。
真正针对性的免疫应答，要等几天之后才启动。树突状细胞在感染部位捕获病毒碎片，携带碎片前往附近淋巴结，淋巴结相当于免疫系统的培训场所。树突状细胞向T细胞展示病毒特征，相当于告知敌人样貌。绝大多数T细胞无法识别这个陌生病毒，只有少数T细胞受体刚好匹配病毒特征。这类T细胞被激活之后快速增殖，几天之内扩增出大量专门针对该病毒的T细胞。
同一时间段，B细胞也会被激活。B细胞表面带有抗体受体，如果直接捕获病毒，就会启动分裂增殖。一部分分化为浆细胞，大量合成抗体。抗体无法直接杀死病毒，它会附着在病毒表面，束缚病毒，阻止病毒侵染细胞。另一部分B细胞转化为记忆细胞，停留在淋巴结待命。记忆细胞不参与本次免疫战斗，只记住病原体特征，方便下次病毒入侵快速识别。
整套适应性免疫应答，需要一到两周完成。感染新病毒之后前几天不适感最强，之后慢慢好转，并不是病毒自行减弱，而是免疫系统培育出足量免疫细胞。T细胞清除被感染的细胞，B细胞分泌的抗体拦截游离病毒，两者配合逐步清除体内病毒。
这里有个容易被忽略的关键点，初次免疫反应速度慢，不是免疫系统怠工，而是必须从头筛选匹配的免疫细胞。人体内T细胞、B细胞种类数以亿计，受体形态各不相同，分别应对不同病原体。面对新型病毒，匹配的免疫细胞占比可能只有百万分之一。从海量细胞中筛选出适配类型，再扩增到足够数量，这个过程无法省略。疫苗的原理，就是在不引发疾病的前提下，提前完成这套筛选增殖流程。疫苗携带灭活或者减毒的病毒片段，不会致病，但是可以刺激免疫系统生成记忆细胞。当真实病毒入侵，记忆细胞马上激活，短时间产生大量抗体，人体还没产生明显不适，病毒就被控制住。
初次免疫生成的记忆，留存时长存在差异。部分病毒对应的免疫记忆可以维持终身，天花就是例子。流感这类病毒，免疫记忆只能维持数月，根源在于病毒变异速度快。病毒表面蛋白不断改变，免疫系统留存的记忆就无法匹配，相当于每次感染都要重新进行初次免疫。这就是流感疫苗需要每年接种的原因，不是疫苗失效，而是病毒蛋白发生改变，免疫系统认不出它。