Prowadził eksperymentalne badania nad rakiem. W 1907 roku zaobserwował rozległe guzy brodawczakowate, wypełniające żołądki trzech dzikich szczurów. Badanie mikroskopowe wykazało obecność w ich żołądkach formacji podobnych do nicieni. Fibiger doszedł do wniosku, że przyczyną guzów były właśnie nicienie, będące pasożytami karaluchów. W 1913, zauważając proporcjonalną zależność między liczbą pasożytów a stopniem zmian anatomicznych w żołądku, Fibiger udowodnił, że może wywoływać takie nowotwory złośliwe u szczurów, karmiąc je karaluchami zarażonymi larwami nicieni Spiroptera carcinoma. Właśnie za tę pracę, „opisaną nieco ekstrawagancko przez Komitet Noblowski jako «największy wkład w medycynę eksperymentalną naszego pokolenia»”, Fibiger otrzymał w 1926 Nagrodę Nobla.
Chociaż nikt nie kwestionował, że Fibiger wywołał raka, środowisko naukowe nigdy całkowicie nie zaakceptowało twierdzenia, że takie narośla były spowodowane przez nicienie. Późniejsze badania wykazały, że chociaż nicienie, poprzez podrażnianie tkanek, mogą stymulować komórki rakowe do tworzenia guzów, same nicienie nie są bezpośrednią przyczyną raka, ponieważ nie są rakotwórcze dla zdrowych komórek.