乳鐵蛋白可以幫助機體抵御多種病毒的感染。由輪狀病毒、腸道病毒和腺病毒引起的腸道感染都可以用乳鐵蛋白進行治療，在感染發生初期，乳鐵蛋白可以抑制腺病毒的復制，阻止病毒吸附于靶細胞上從而防止感染。在研究引起感染性腹瀉的諾如病毒時發現，乳鐵蛋白可以減輕細胞毒素的損傷、降低病毒細胞的數量、阻止病毒與細胞的粘附、抑制病毒的復制并增加抗病毒細胞因子的表達，從而殺滅諾如病毒。乳鐵蛋白可以抑制HIV-1逆轉錄酶和剪接酶的活性，阻止HIV病毒感染細胞。除此之外，乳鐵蛋白還可以抵御HSV-1、HCMV、HCV等病毒對機體的入侵。也有觀點認為，乳鐵蛋白并無直接的抗病毒效果，而是間接地通過免疫系統的抗病毒反應以達到抗病毒的目的。