С 1866 года Пирогов жил в своем имении в селе Вишня недалеко от Винницы. Но в качестве консультанта по военной медицине выезжал на театры военных действий во время франко-прусской (1870–1871) и русско-турецкой (1877–1878) войн.
Научная, практическая и общественная деятельность Н. И. Пирогова принесла ему мировую врачебную славу, неоспоримое лидерство в отечественной хирургии и выдвинула его в число крупнейших представителей европейской медицины середины XIX века. Николай Иванович работал в различных областях медицины. В каждую из них он внес существенный вклад, до сих пор не утративший своего значения. Несмотря на почти двухвековую давность, труды Пирогова продолжают поражать читателя оригинальностью и глубиной мысли.
Классические труды Пирогова – «Хирургическая анатомия артериальных стволов и фасций» (1837), «Полный курс прикладной анатомии человеческого тела» с рисунками – анатомия описательно-физиологическая и хирургическая (1843–1848) и «Иллюстрированная топографическая анатомия распилов, проведенных в трех направлениях через замороженное человеческое тело» (1852–1859). Каждая из этих работ была удостоена Демидовской премии Петербургской академии наук и явилась фундаментом топографической анатомии и оперативной хирургии.
Николай Пирогов первым среди российских ученых выступил с идеей пластических операций и первым в мире выдвинул идею костной пластики. Его метод соединения опорной культи при ампутации голени за счет пяточной кости известен как «операция Пирогова», он послужил толчком для развития других остеопластических операций. Предложенный Пироговым внебрюшной доступ к наружной подвздошной артерии (1833) и нижней трети мочеточника также получил широкое практическое применение и был назван его именем.
Исключительную роль сыграл Николай Иванович в разработке проблемы обезболивания. Наркоз был предложен в 1846-м, а уже в следующем году Пирогов провел широкую экспериментальную и клиническую проверку обезболивающих свойств паров эфира. Он изучил их действие в опытах на животных при различных способах введения и на добровольцах, в том числе и на себе.
14 февраля 1847 года, одним из первых в России, хирург провел операцию под эфирным наркозом, продолжавшуюся всего 2,5 минуты; в том же месяце впервые в мире он оперировал под прямокишечным эфирным наркозом, для чего был сконструирован специальный аппарат. Пирогов считал, что возможность применения эфирного наркоза на поле сражения неоспоримо доказана.
