Опыт хирурга, полученный Пироговым во время Кавказской и Крымской войн, позволил ему разработать четкую систему организации хирургической помощи раненым на войне. Подчеркивая значение покоя при огнестрельных ранениях, он предложил и ввел в практику неподвижную гипсовую повязку, что позволило по-новому отнестись к хирургическому лечению ран в тяжелых условиях войны. Разработанная Пироговым операция резекции локтевого сустава способствовала в известной мере ограничению ампутаций, которые так страшили солдат. В труде «Начала общей военно-полевой хирургии» (1864), который явился итоговым обобщением военно-хирургической практики Пирогова, он подробно изложил и принципиально разрешил основные вопросы военно-полевой хирургии – вопросы организации, учение о шоке, учение о ранах и прочее. Высказывания Пирогова, касающиеся заражения ран, применения различных антисептических веществ – йодной настойки, раствора хлорной извести, азотно-кислого серебра, во многом предвосхитили открытия английского хирурга Д. Листера, создателя антисептики.
Как врач Пирогов пользовался исключительной популярностью.
Верный клятве Гиппократа он пользовал всех – от безденежных крестьян до придворных царского дома и членов императорской фамилии.
В 1862 году, когда лучшие европейские хирурги не могли определить местоположение пули в теле Джузеппе Гарибальди, раненного при Аспромонте, к раненому был приглашен Пирогов.
«Рана Гарибальди, – писал Пирогов позже, – наделавшая столько шуму в Европе, доказывает, как ясные вещи в хирургической практике иногда кажутся темными. Этот знаменитый случай поучителен для молодых врачей, и я, как очевидец, расскажу его. Целых два месяца самые опытные итальянские, английские и французские хирурги не могли решить наверное, заключала ли в себе рана Гарибальди пулю или нет. Я не видел больного вскоре после нанесения раны и потому не могу сказать, насколько диагноз свежего повреждения был труден; но, судя по множеству других виденных мною случаев, думаю, что тогда едва ли он мог быть сомнителен…»
И далее, описав, как из раны извлекались или сами выходили небольшие кусочки омертвелой фасции, губчатой ткани кости и отдельных фрагментов кожи ботинка, он делал вывод:
«Неужели можно, в самом деле, предполагать, что пуля… могла отскочить назад, пробив кость и вбив в рану обувь и платье? Присутствие пули в ране Гарибальди и без зонда несомненно… Пуля в кости и лежит ближе к наружному мышелку…»
В 1855 году, по возвращению из Севастополя, Пирогов оставил Медико-хирургическую академию. Теперь он был назначен попечителем Одесского, а позже – Киевского учебных округов. Этому не в малой степени помогла публикация известной педагогической статьи Пирогова «Вопросы жизни», вызвавшей широкий интерес у общественности.
Педагогическая деятельность увлекла Пирогова.
«Я принадлежу к тем счастливым людям, которые помнят свою молодость, – писал он. – Еще счастливее я тем, что она не прошла для меня понапрасну. От этого я, стараясь, не утратил способность понимать и чужую молодость, любить и, главное, уважать ее».
Известно, что, будучи попечителем Одесского, а затем Киевского учебных округов Пирогов внес заметное оживление в деятельность школ того времени: всячески помогал развитию сети воскресных школ, активно выступил против ограничения прав на образование по сословным и национальным признакам, громко заговорил о реформировании обучения. В то же время не все педагогические воззрения Пирогова оказались прогрессивными. Например, он выступал за физические наказания учащихся, в частности, за сохранение порки в школах. В 1861 году под давлением генерал-губернатора Юго-западного края князя И. И. Васильчикова Пирогов был вынужден оставить место попечителя.
В 1863 и 1864 годах вышли в свет два тома знаменитой работы Пирогова «Начала общей военно-полевой хирургии».
В этой работе Пирогов подвел итоги долгой борьбы с послераневыми инфекциями.
Возбудители инфекций назывались в то время миазмами и Пирогов писал: «Если бы она (миазма) была яд, то, конечно, нужно было непременно принять, что госпиталь отравлен не одним, а разными ядами, иначе тут нельзя было бы объяснить, почему в одном случае заражение является в виде пиэмии, в другом в виде дифтерического процесса и септикопиэмии. Миазма, – делал вывод Пирогов, – не пассивный агрегат химически действующих частиц, она есть то органическое, что способно развиваться и возобновляться…»
В 1870 году Пирогов выезжал на театр военных действий начавшейся тогда франко-прусской войны – в качестве представителя Российского общества Красного Креста.
В 1877 году с той же миссией он выезжал в Болгарию, где развернулись жестокие сражения русско-турецкой войны.
Итогом последней поездки явилось издание капитального труда «Военно-врачебное дело и частная помощь на театре войны в Болгарии в 1877–1878 гг».
Вернувшись в Россию, Пирогов поселился в своем имении близ села Вишня (ныне Пирогово под Винницей), где жил с той поры практически безвыездно.