По протекции С. С. Юдина Амосова оставили в Москве. В военкомате выдали на два месяца паек — немного крупы, несколько банок консервов и много буханок хлеба. Жена Лида вернулась для доучивания в пединститут. Почти ежедневно Амосов ходил в медицинскую библиотеку и читал иностранные хирургические журналы. В декабре С. С. Юдин взял Амосова заведовать главным операционным корпусом, для того чтобы он привел в порядок технику. Пришлось вспомнить инженерную специальность: в больнице была кое-какая завалящая аппаратура, и та сломана. Оперировать ему не предлагали, а просить гордость не позволяла. Написал за это время свою, третью уже, кандидатскую диссертацию: «Первичная обработка ран коленного сустава». К счастью, в феврале 1947 года Амосов получил письмо из Брянска от старой знакомой, госпитальной сестры. Она писала, что в областную больницу ищут главного хирурга. Вот где пригодился весь его военный опыт: приходилось оперировать желудки, пищеводы, почки… другие внутренние органы. Особенно хорошо ему удавалась резекция легких — при абсцессах, раке и туберкулезе. Николай Михайлович разработал собственную методику операций.
В 1949 году Амосов выбрал тему для докторской: «Резекция легких при туберкулезе». Направили в Клев делать доклад на эту тему и демонстрировать технику операции. Доклад понравился. По возвращении его пригласили работать в клинику и тут же на кафедру Мединститута читать лекции. Мечты становились реальностью. В 1952 году жена Лида поступила в Киевский мединститут, одержимая мечтой о хирургической карьере. В это же время Амосова пригласили заведовать клиникой в Туберкулезном институте, докторская диссертация была уже представлена к защите. 10 ноября пришло время прощаться с Брянском.
Сначала в Киеве хирургия долго не налаживалась. Он ездил в Брянск оперировать легкие и пищеводы. В январе 1953 года получил письмо от своего друга Исаака Асина, патологоанатома: «Не приезжай. Берегись. Тебе угрожают большие неприятности». Против Амосова началось следствие. За пять лет работы в брянской больнице он сделал 200 резекций легких при раках, нагноениях и туберкулезе. Весь удаленный материал хранился в бочках с формалином. Следователь бочки опечатал и предложил Асину дознаться, что Амосов удалял легкие здоровым людям. В отделении быстро провели партийное собрание, на котором об убийствах заговорили в открытую. И никто не выступил в защиту Амосова. Позже выяснилось, что муж одной больничной сестры, следователь, захотел на Амосове сделать карьеру, раскрыть преступника-хирурга. Как раз перед тем в Москве арестовали группу кремлевских «терапевтов-отравителей» во главе с Виноградовым и написали в газетах об их вредительстве. К счастью, 5 марта 1953 года умер Сталин, дело прекратили. Врач из кремлевской больницы, на показаниях которой основывалось обвинение, сначала получила орден Ленина, потом исчезла… далее
М.С. Шойфет, «Сто великих врачей»