Николай Иванович указывал, что основанием последующего профессионального образования должно быть широкое общее образование; предлагал привлечь к преподаванию в высшей школе крупных учёных, рекомендовал усилить беседы профессоров со студентами; боролся за общее светское образование; призывал уважать личность ребёнка; боролся за автономию высшей школы на формирование нравственных убеждений, воли, чувства гражданской ответственности и осознание необходимости самовоспитания, т.е. глубокое освоение гуманистического потенциала человека, тех общечеловеческих ценностей, которые составляют суть человеческого в человеке.
В России его идеи послужили источником дальнейшего творчества и практической деятельности в педагогике. В работе «Вопросы жизни» Н. И. Пирогов обосновал гуманистическую идею воспитания истинного человека-гражданина, которую он стремился реализовать в своей административной, научно-теоретической и педагогической деятельности. При этом считал хорошую дисциплину одним из важнейших условий успеха обучения и нравственного воспитания.
В своей статье «Нужно ли сечь детей, и сечь в присутствии других детей?» (1858), которая явилась откликом на служебный отчет директора гимназии Одесского учебного округа, Н. И. Пирогов принципиально осудил телесные наказания детей и горячо доказывал, что применение розог антипедагогично, что телесные наказания уничтожают в ребенке стыд, развращают детей и должны быть отменены.
Гуманизм педагога прослеживался и в личностно-ориентированном подходе к каждому ребенку. Он подчеркивал: «Главная задача педагогики состоит в том, чтобы, пользуясь естественной склонностью человека, живущего в обществе, дать надлежащее направление и направлять его к развитию чувства законности, правды и чести». Вслед за многими мыслителями Н. И. Пирогов считал двойственность человека следствием его биологической и общественной природы. Он утверждал, что каждой личности свойственна постоянная борьба внутренней и внешней природы. Воспитание оказывается единственно приемлемым способом привести в гармонию природное и общественное в человеке: «Только то воспитание сулит наиболее шансов на успех, в котором воспитатели сумеют приспособиться к индивидуальности своих воспитанников и её приспособить к жизни» Педагогика должна научиться вникать в мир детства, сообразовываясь со способностями воспитанника то развивая, то обуздывая их. Он придавал большое значение развитию у учащихся наблюдательности, добивался, чтобы учителя во время преподавания держали класс в постоянном напряжении и обращались к каждому учащемуся с наводящими вопросами, организовывал литературные беседы и вечера, отстаивая свободу мысли и самостоятельность учащихся.