Слова инфекция и инфицировать пришли в русский язык в разное время и разными путями. Инфекция заимствовано во второй половине XIX в. из ученой латыни, где infectio — суф. производное от inficere «заражать». Инфекция буквально — «зараза». Глагол инфицировать пришел к нам через немецкий язык, буква «и» здесь соответствует немецкому: infizieren.
Слово дезинфекция образовано приставочным способом от слова инфекция с помощью приставки дез-. Производные существительные с этой приставкой называют действие, противоположное, обратное тому, которое названо производящим существительным: дезинфекция, дезорганизация, дезинтеграция и др.
Приставки де- / дез- являются вариантами (алломорфами) одного суффикса. Вариант дез- употребляется перед гласными, (дезинфекция), вариант де- ― перед согласными (демонтаж, демобилизация и т. п.).