Склифосовский предложил оперативное лечение мозговых грыж, грыж брюшной стенки, рака языка и челюстей, желудка, оперативное удаление камней мочевого пузыря; разработал показания к хирургическому лечению заболевания желчного пузыря, методику операций. Он разработал операции удаления зоба, экстирпации гортани и т.п. Особое внимание он уделял брюшной хирургии: в московский период он одним из первых стал применять гастростомию (Хирургическая операция создания наружного свища желудка с целью искусственного кормления больного при непроходимости пищевода или для его функционального выключения), в Петербурге — «пуговицу Мерфи». Из других выдающихся его нововведений в русской хирургии — применение пузырчатого шва.
Николай Васильевич совместно с И. И. Насиловым предложил новый способ соединения длинных трубчатых костей при ложных суставах, который получил название «замка Склифосовского», или «русского замка». Следя за европейской наукой, он всегда стоял на ее уровне, применял и сам разрабатывал новые способы пластических операций.
Широко пропагандировал методы антисептики и асептики и одним из первых в России ввел оба метода в хирургическую практику. Будучи почетным председателем 1-го Пироговского съезда в 1885 году, он выступил с речью об антисептике — «Об успехах хирургии под влиянием противогнилостного метода». В России это был момент поворота от старой хирургии к новой.
Профессор Склифосовский был видным общественным деятелем: принимал активное участие в созыве пироговских съездов русских врачей. Он же был и организатором (председателем организационного комитета) 12-го Международного конгресса врачей и его хирургической секции в Москве (1897 г). Ему принадлежит инициатива проведения «Съездов русских хирургов». Он был одним из организаторов и председателей 1-го съезда русских хирургов (1900 г). На этом съезде его чествовали по случаю сорокалетия научно-хирургической деятельности.
Николай Васильевич являлся соредактором журнала «Хирургическая летопись» и соредактором и основателем «Летописи русской хирургии», а затем «Русского хирургического архива». Стоит отметить, что «Летопись» была первым специальным органом хирургов в Москве. Он способствовал строительству новых клиник на Девичьем поле (ныне клиники 1-го Московского медицинского института). Склифосовский воспитал многочисленную армию учеников и последователей (Траубер, Кузьмин, Спижарный, Сарычев, Яковлев, Земацкий, Ауэ, Яновский, Чупров и др.). Курсы Склифосовского в Елепинском институте помогали распространению практической хирургии среди провинциальных, особенно земских врачей.
М.С. Шойфет, «Сто великих врачей»