В 1854 году к моменту окончания школы Петру было 17 лет. Невысокого роста, худощавый, черноволосый, с пристальным взглядом, порывистыми движениями, острый на язык, он не случайно получил прозвище Заноза. Чувствуя свою правоту, он охотно вступал в спор, с жаром отстаивал свои взгляды.
По-видимому, кратковременное пребывание в учениках аптекаря все же пробудило в Петре интерес к медицине и химии. После некоторого колебания он подает документы в Медико-хирургическую академию, и в 1856 году его зачисляют в число студентов. Поступление П. Ф. Лесгаф та в академию совпало с положительными изменениями в ее административном, научно-педагогическом и хозяйственном управлении. В начале 1857 года президентом академии был назначен П. А. Дубовицкий, человек прогрессивных демократических взглядов, деятельный, энергичный, волевой. Было расширено преподавание всех наук, внесены изменения в программы, привлечены к работе в академии молодые талантливые ученые, созданы новые кафедры, хорошо оснащенные учебными пособиями, развернулись интенсивные работы по строительству новых зданий и перестройке старых. Ближайшими помощниками и сподвижниками П. А. Дубовицкого были вице-президент И. Т. Глебов и ученый секретарь Н. Н. Зинин.
Во время учебы Петра Лесгафта в академии состав ее профессоров был одним из лучших: кафедры и клиники возглавляли такие знатоки своего предмета, как Я. А. Чистович (Чистович, Яков Алексеевич (1820-1885 гг), русский врач, историк русской медицины, с 1858 г. — проф. академии, в 1871 — 1874 — начальник академии), Н. Ф. Здекауер, Т. С. Иллинский, А. Я. Крассовский, В. Е. Экк, П. П. Заболоцкий-Десятовский, И. М. Балинский.
С конца третьего курса Петр неожиданно увлекся анатомией и отдался ей со всей страстью. Анатомия стала делом его жизни, его неизменной и верной спутницей. Впоследствии в медицинских кругах П. Ф. Лесгафта называли «поэтом анатомии», а его учителя, профессора В. Л. Грубера, «Пименом русской анатомической школы».
Венцеслав Леопольдович Грубер приехал в Россию из Праги весной 1847 года по личному приглашению Н.И. Пирогова, увидевшего в нем опытного, добросовестного прозектора, владеющего прекрасной анатомической техникой. Чех по национальности, говоривший на смеси немецкого, русского и латинского языков, он был грозой и любимцем многих поколений студентов академии. Целиком посвятивший себя изучению анатомии, он все дни проводил в наполненном удушающими миазмами помещении — препаровочной, разбираясь в многочисленных аномалиях, в открытии и описании которых он не знал себе равных в Европе. В «Автобиографических записках» И. М. Сеченов вспоминал: «Знал он одну анатомию, считал ее одним из китов, на котором стоит вселенная… Чувство долга и чувство справедливости было развито в Грубере до непостижимой для нас… степени». У Грубера, как и у Пирогова, был нелегкий характер. Они (Пирогов и Грубер) повздорили из-за пустяка и были в ссоре восемь лет.
В годы своего учения Петр Лесгафт еще не мог видеть определенную научную ограниченность В. Л. Грубера, находившегося в плену формально-описательной анатомии, господствовавшей тогда повсеместно и представлявшей собой типичный образец «мертвой» науки, требовавшей только изучения и запоминания строения и взаимного расположения множества анатомических образований… далее
М.С. Шойфет, «Сто великих врачей»