Будущий хирург получил блестящее образование. Н. И. Пирогов окончил медицинский факультет Московского университета и в течение нескольких лет стажировался за границей. В двадцать шесть лет Н. И. Пирогов был избран профессором Дерптского университета. Через несколько лет он возглавляет кафедру хирургии в Медико-хирургической Академии Санкт-Петербурга. В это же время Н. И. Пирогов создаёт клинику госпитальной хирургии, занимается обучением военных врачей. Н. И. Пирогова считают основоположником топографической анатомии. Знаменитый хирург издал первый анатомический атлас, который стал впоследствии незаменимым руководством для врачей. Это пособие, а также предложенная Пироговым методика стали основой всего последующего развития оперативной хирургии. Н. И. Пирогов является автором и других нововведений в медицине. Так, знаменитый хирург первым в истории медицины применил для переломов гипсовую повязку и эфир в качестве обезболивания.
Н. И. Пирогова по праву считали лучшим организатором медицинской службы на фронте. В качестве военного хирурга Н. И. Пирогов неоднократно принимал участие в военных конфликтах, среди которых – Кавказская война, Крымская кампания 1853-1856 годов, русско-турецкая война 1877-1878 годов.
Н. И. Пирогов внёс большой вклад и в развитие отечественной педагогики. Несколько лет он успешно занимал должность попечителя одесского, а затем и киевского учебного округа. Свои основные педагогические идеи Н. И. Пирогов изложил в статье «Вопросы жизни».
Н. И. Пирогов умер в 1881 году. Похоронен знаменитый хирург в Виннице.