В первое же полугодие Пирогов взял у прозектора анатомического института, доктора Вахтеля, privatissimum (частный курс). Вахтель прочел одному только Пирогову вкратце весь курс описательной анатомии на свежих трупах и спиртовых препаратах. Ни один частный курс, слышанный им впоследствии в немецких и французских университетах, не принес, по признанию самого Пирогова, столько пользы, сколько курс, прочитанный Вахтелем. Профессор же анатомии Цихориус, остроумный и даровитый человек, но большой поклонник Бахуса, ограничивался одним чтением лекций и нисколько не интересовался занятиями Пирогова. Первое время занятиями молодых хирургов, Пирогова, Иноземцева и Даля, руководил Мойер и проводил с ними целые часы в анатомическом институте. Вскоре занятия Пирогова получили вполне самостоятельный характер. Их главным предметом была топографическая анатомия. Топографическая анатомия, иначе называемая хирургическою, или анатомия областей, рассматривает взаимное расположение органов в определенной, ограниченной части тела. Это была наука в то время новая, разрабатываемая преимущественно во Франции и Англии, в России же и даже в Германии ее почти не знали. Пирогов положил ее в основу своих занятий по хирургии, в особенности оперативной.
Результаты направления, принятого Пироговым при своих занятиях, не заставили себя долго ждать. Медицинский факультет предложил на медаль хирургическую тему о перевязке артерий. Пирогов решил писать на эту тему; препарировал, перевязывал артерии у собак и телят, занимался целыми днями. Представленная им на латинском языке работа в 50 писчих листов с рисунками с натуры, с собственных его препаратов, вышла очень солидною и была удостоена факультетом золотой медали. О работе этой заговорили и студенты, и профессора.
Продолжая заниматься исключительно анатомией и хирургией, Пирогов все более и более специализировался, и познания его в топографической анатомии становились все шире и глубже. Пирогов перестал даже посещать лекции по другим предметам; помимо того, что он интересовался известным циклом медицинских наук, одиночные занятия в анатомическом институте, клинике и дома отучили его от слушания лекций. На теоретических лекциях Пирогов терял нить, дремал и засыпал; ввиду этого молодой ученый считал посещение лекций непроизводительною для себя тратой времени, которое он, следовательно, “крал от занятий своим специальным предметом”. Занятие другими предметами так тяготило Пирогова, что он дошел до абсурдного решения не держать экзамена на доктора медицины. Когда он сообщил об этом Мойеру, последний убедил его отказаться от своего странного решения и уверил Пирогова, что экзаменаторы примут, наверное, во внимание его отличные занятия по анатомии и хирургии и отнесутся к нему снисходительно..
Полагаясь на уверения Мойера, Пирогов в 1831 году приступил к сдаче докторского экзамена, несмотря на то, что почти не занимался прочими медицинскими науками. Желая из упрямства показать факультету, что он не сам идет на экзамен, а его посылают насильно, Пирогов, по собственному признанию, отколол весьма неприличную штуку. В Дерпте тогда и долгое время спустя экзамен на степень производился на дому у декана. Докторант присылал на дом к декану обыкновенно чай, сахар, несколько бутылок вина, торт и шоколад для угощения собравшихся экзаменаторов. Пирогов ничего этого не сделал. Декан Ратке принужден был подать экзаменаторам свое угощение. Жена Ратке, как Пирогову потом рассказывал педель, бранила его за это на чем свет стоит. Экзамен, однако, сошел благополучно.
По окончании экзамена Пирогов на рождественские праздники поехал в Москву повидать свою старушку-мать и сестер. В бытность свою студентом профессорского института он не оказывал материальной поддержки матери.
“Денег я не мог посылать, – говорит Пирогов в своих записках. – Собственно, по совести мог бы и должен бы был высылать. Квартира и отопление были казенные, стол готовый, платье в Дерпте было недорогое и прочное. Но тут явилась на сцену борьба благодарности и сыновнего долга с любознанием и любовью к науке. Почти все жалованье я расходовал на покупку книг и опыты над животными, а книги, особенно французские, да еще с атласами, стоили недешево; покупка и содержание собак и телят сильно били по карману. Но если, по тогдашнему моему образу мыслей, я обязан был жертвовать всем для науки и знания, а потому и оставлять мою старушку и сестер без материальной помощи, то зато ничего не стоившие мне письма были исполнены юношеского лиризма”.