По возвращении из Севастополя (1856 г) оставил Медико-хирургическую академию и был назначен попечителем Одесского, а позже (1858 г) Киевского учебных округов. Однако в 1861 году за прогрессивные по тому времени идеи в области просвещения был уволен с этого поста. В 1862-1866 годах был командирован за границу в качестве руководителя молодых ученых, отправленных для подготовки к профессорскому званию. По возвращении из заграницы поселился в своем имении, село Вишня (ныне с. Пирогово, около города Винницы), где жил почти безвыездно.
Николай Иванович Пирогов застал еще представления, которые все разнообразие хирургических приемов сводили к трем основным правилам: «…мягкие части режь, твердые пили, где течет — там перевязывай». Он революционизировал хирургию. Его исследования положили начало научному анатомо-экспериментальному направлению в хирургии; Пирогов заложил основания военно-полевой хирургии и хирургической анатомии.
Заслуги Николая Ивановича перед мировой и отечественной хирургией огромны. В 1847 году его избирают членом- корреспондентом Петербургской Академии наук. Его труды выдвинули русскую хирургию на одно из первых мест в мире. Уже в первые годы научно-педагогической и практической деятельности он гармонично сочетал теорию и практику, широко используя экспериментальный метод с целью выяснения ряда клинически важных вопросов. Практическую работу он строил на основе тщательных анатомических и физиологических изысканий. В 1837-1838 годах опубликовал труд «Хирургическая анатомия артериальных стволов и фасций»; этим исследованием были заложены основы хирургической анатомии и определены пути ее дальнейшего развития.
Уделяя большое внимание клинике, он реорганизовал преподавание хирургии в целях обеспечения каждому студенту возможности практического изучения предмета. Особое внимание Пирогов уделял анализу допущенных ошибок в лечении больных, считая практику основным методом улучшения научно-педагогической работы (в 1837-1839 гг), издал два тома «Клинических анналов», в которых подверг критике собственные ошибки в лечении больных)… далее
М.С. Шойфет, «Сто великих врачей»