В мае 1828 года, в возрасте 17 лет, Пирогов успешно сдал экзамены для поступления на медицинский факультет. Именно Мухин дал своему воспитаннику решающий совет относительно его следующего профессионального шага, и Пирогов отправился углублять медицинские знания в Дерптский университет, где преподавание велось на немецком языке. Университет считался «профессорским», поскольку большинство его выпускников строили академическую карьеру. В Дерпте наибольшее влияние на Пирогова оказали два профессора, преподававшие предметы, по которым он специализировался. В ходе дальнейшей своей медицинской и научной деятельности ему предстояло стать важнейшим представителем этих специальностей в России. Этими людьми были Иоганн Христиан (Иван Филиппович) Мойер, преподававший хирургию, и Иоганн Готфрид Вахтер, профессор анатомии. Уже в 1829 году, в возрасте 18 лет, Пирогов получил медаль за научную работу. Вспоминая это время, он позже напишет: «С каким рвением и юношеским пылом принялся я за мою науку; не находя много занятий в маленькой клинике, я почти всецело отдался изучению хирургической анатомии и производству операций над трупами и живыми» [5].
После того как в сентябре 1832 года Пирогов защитил докторскую диссертацию по лечению аневризмы брюшного отдела аорты, он перешел в берлинскую клинику «Шарите». Там его вдохновляли два хирурга, пионеры пластической хирургии: Карл Фердинанд фон Грефе (которого мы встретим в одной из последующих глав как отца великого офтальмолога Альбрехта фон Грефе) и Иоганн Фридрих Диффенбах. Диффенбах, родившийся на территории нынешнего Калининграда, вошел в раннюю историю анестезии благодаря тому, что применил этот метод обезболивания сразу же после получения новостей из Бостона и написал первый крупный трактат на немецком языке. Труд под названием «Эфир против боли» увидел свет в 1847 году.
Через несколько недель после издания трактата Диффенбах потерял сознание между лекциями и умер на глазах своих студентов.
Уже в 1836 году Пирогов сменил Мойера на посту профессора хирургии в Дерпте и представил несколько новых хирургических методов; среди прочего, он считается первым хирургом, выполнившим тенотомию девочке с косолапостью. В 1841 году Пирогов переехал в Санкт-Петербург, где стал профессором Медико-хирургической академии военных врачей; в течение примерно 15 последующих лет он преподавал хирургию и анатомию здесь и в других учебных заведениях тогдашней столицы Российской империи. Пирогову удалось реформировать обучение студентов-медиков и создать то, что сегодня можно было бы назвать академическими учебными больницами: «Молодые врачи, говорил я в моем проекте, выходящие из наших учебных учреждений, почти совсем не имеют практического медицинского образования, так как наши клиники обязаны давать им только главные основные понятия о распознавании, ходе и лечении болезней. Поэтому наши молодые врачи, вступая на службу и делаясь самостоятельными, при постели больных в больницах, военных лазаретах и частной практике приходят в весьма затруднительное положение, не приносят ожидаемой от них пользы и не достигают цели своего назначения. Имея в виду устранить этот важный пробел в наших учебно-медицинских учреждениях, я и предлагал, сверх обыкновенных клиник, учредить еще госпитальные»