О научных заслугах Бильрота можно говорить долго. Теодор Бильрот был не просто врачеватель, виртуозный хирург, он был хирург-естествоиспытатель, причем широко и разносторонне образованный, который взял на себя гигантскую задачу: накопившиеся научные данные по патологической анатомии, экспериментальной патологии и физиологии применить к задачам хирургии, хирургическим болезням. Его не удовлетворяли рамки, в которые заключена была деятельность хирурга. С каким энтузиазмом он, клиницист и уже первый хирург мира, к которому со всего света стекались больные, углубляется в микроскопические исследования, тратит годы на изучение патологических процессов, флоры (микробов) при септических процессах. Его книга «Coccobacteria septica», результат 6-летних исследований, напечатана в Вене. Впечатление от этой книги было огромно. Сам творец современной бактериологии Р. Кох в 1890 году в письме к Бильроту говорит, что он находился под влиянием исследований Бильрота о «Coccobacteria septica».
В хирургической патологии его влияние было безраздельным. Бильрот — автор 160 научных трудов. Его книга «Die allgemeine Chirurgie» (1863 г), увидевшая свет в Цюрихе, выдержала 15 изданий при жизни Бильрота и переведена на все европейские языки. На основании собственных исследований Бильрот переработал все области хирургии применительно к новейшей патологии. Он редактор двух больших многотомных руководств «Handbuch der Chirurgie» и «Deuteche Chirurgie», а также «Archiv fur klinische Chirurgie» со дня его основания.
Последние лет десять его стало беспокоить больное сердце. Бильрот умер скоропостижно в Абации, куда он больной, после сердечного приступа, поехал отдыхать. Смерти он ожидал спокойно. Она наступила 6 февраля 1894 года в тот момент, когда он разучивал на фортепиано итальянские народные мотивы. Похороны в Вене были необычайно торжественны. К дню похорон прибыли в Вену деканы медицинских факультетов из Праги, Граца и т.д., все представители учреждений культуры, все общество приняло участие в отдании последнего долга великому хирургу. Траурная колесница, запряженная восемью вороными конями и окруженная почетным караулом из профессоров, врачей, студентов, сопровождаемая представителями культуры и тысячной толпой почитателей, медленно двигалась по улицам Вены. Над могилой поставили памятник с высеченным из мрамора профилем Бильрота. Мраморный бюст поставлен также в Рудольфиненхаузе и в университете.
М.С. Шойфет, «Сто великих врачей»