Надо было на время куда-нибудь уехать. Но куда! В Испании церковь была всемогуща; прикосновение ножа к трупу человека считалось осквернением умершего и было совершенно невозможно; в Бельгии и во Франции вскрытие трупов было делом весьма затруднительным. Везалий направляется в Венецианскую республику, привлеченный возможностью получить больше свободы для анатомических исследований. Университет в Падуе, основанный в 1222 году, стал подвластен Венеции в 1440 году. Медицинский факультет стал самой знаменитой медицинской школой Европы. Падуя встретила Везалия благосклонно, там были уже известны его работы «Анатомических установлений» Гюнтера и «Парафраз» Рази.
5 декабря 1537 года медицинский факультет Падуанского университета на торжественном собрании присудил ему ученую степень доктора медицины, с высшим отличием. После того как Везалий публично продемонстрировал вскрытие, Сенат Венецианской республики назначил его профессором хирургии с обязательством преподавать анатомию. Он сделался профессором в 23-летнем возрасте. Его яркие лекции привлекали слушателей со всех факультетов. Вскоре под звуки труб, под развевающимися флагами он был провозглашен врачом при дворце епископа Падуанского.
Деятельная натура Везалия не могла мириться с рутиной, царившей на кафедрах анатомии многих университетов, где профессора монотонно читали длинные выдержки из трудов Галена. Вскрытие трупов производилось малограмотными служителями, а профессора с объемистым томом Галена в руках стояли рядом и время от времени показывали палочкой на различные органы по мере их упоминания в тексте.
В 1538 году Везалий опубликовал анатомические таблицы – 6 листов рисунков, гравированных учеником Тициана художником С. Калькаром. В том же году предпринял переиздание трудов Галена и через год выпустил свои «Письма о кровопускании». Работая над выпуском трудов своих предшественников, Везалий убедился, что они описывали строение человеческого тела на основании секции органов тела животных, передавая ошибочные сведения, узаконенные временем и традицией. Изучая человеческий организм путем вскрытий, Везалий накопил неоспоримые факты, которые решился смело противопоставить канонам прошлого. В течение четырех лет своего нахождения в Падуе Везалий пишет свой бессмертный труд «О строении человеческого тела» (кн. 1–7), который вышел в Базеле в 1543 году и был богато иллюстрирован. В нем приведено описание строения органов и систем, указано на многочисленные ошибки предшественников, в т. ч. Галена. Особо надо подчеркнуть, что после появления трактата Везалия авторитет Галена был поколеблен, а затем низвергнут.