Первая жена – Е. Д. Березина, представительница древнего дворянского рода, внучка генерала графа Н. А. Татищева, умерла в возрасте 24 лет от осложнений после родов, оставив на руках мужа двух сыновей.
Сын – Николай, обучался в университетах за границей в Гейдельберге, Берлине и Оксфорде, был физиком. Занимался коммерческой. деятельностью, а с 80 х гг. стал вести собственные научные исследования. Сын – Владимир, историк и археолог, профессор Императорского Новороссийского университета на кафедре истории.
Вторая жена – Александра фон Бистром баронесса, внучатая племянница мореплавателя И. Ф. Крузенштерна. Николаю Ивановичу в это время было 40 лет, это был его второй брак. Она стала настоящим другом и незаменимой помощницей во всех делах Николая Ивановича. Вскоре после пышного торжества они уже вдвоем делали операции, где молодая жена ему ассистировала. До последнего дня супруги относились друг к другу с нежностью и заботой. Николай Иванович даже сочинил несколько трогательных стихотворений в честь своей Сашеньки. В 1884 году трудами Александры Антоновны была открыта хирургическая лечебница в Киеве.
Николай Иванович в «Дневнике старого врача» обращается к новому поколению со словами: «Все разъясняется, все делается понятно – умей только хорошо обращаться с фактом, умей зорко наблюдать, изощрять чувства, научись правильно наблюдать, тогда исчезнут перед тобой чудеса и мистерии природы, и устройство вселенной сделается таким же обыденным фактом, каким сделалось теперь для нас все то, что прежде считалось недоступным и сокровенным. Такое убеждение с каждым днем все более проникает в сознание не только передовых людей, жрецов науки, но и целых масс».
Пирогов Николай Иванович один из величайших отечественных врачей и педагогов и по сие время самый выдающийся авторитет по военно-полевой хирургии.
Более 50 работ, написанных Николай Ивановичем (с1856 по 1863) остаются важными и актуальными для современных педагогов, краткие и содержательные предложения, направленные на образование и воспитание юных граждан России.
Он один из основоположников хирургии как научной медицинской дисциплины. Высоко ценятся его работы: «Хирургическая. анатомия артериальных стволов и фасций» (1837), «Топографическая анатомия, иллюстрированная распилами через замороженные человеческие трупы