Умный и любознательный Николай с удовольствием общался с докторами, которые будучи в гостях семьи Пироговых часто рассказывали интересные истории из своей практики. Коля был совсем небольшим мальчиком, когда решил, что будет только врачом, или военным, как отец. Патриотизм сына базировался на рассказах отца – участника Отечественной войны 1812 года. Образ отцовской сабли в старых ножнах Н. Пирогов пронёс через всю жизнь.
Профессор Императорского Московского университета Е. О. Мухин, друг семьи и кумир Коли, давно обратил внимание на способности юноши и благодаря его протекции юный Николай стал студентом медицинского факультета 24 сентября 1824 года, то есть в неполные 14 лет. В университете подросток Н. Пирогов оказался включенным в деятельность вольнодумного студенческого общественно-литературного «кружка 10 нумера».
Это было время, предшествующее восстанию декабристов, отличалось очень насыщенной общественной жизнью, страстным обсуждением положения в стране и напряженным поиском путей дальнейшего развития государства и общества. Взгляды Николая получили глубокий и неизменный интерес к общественной жизни, а также предопределили широкий демократизм, столь выделявший его в последующие годы.
Юноша был очень активным, совмещал учебу с работой в анатомическом театре, помогая этим семье. Именно здесь он получил бесценный опыт в хирургии, окончательно определился с выбором профессии. Несмотря на внезапную смерть отца, тяжёлое материальное положение семьи, Николай с отличием закончил университет, благодаря усилиям матери в оплате учёбы сына, и получил степень лекаря.
После этого талантливого юношу зачислили воспитанником Профессорского института в Дерпте (нынешний Тарту). Это был один из самых передовых университетов тогдашней России, которое готовило будущих профессоров для российской высшей школы. В Дерпте – его наставника, профессора И. Ф. Мойера, в то время окружали выдающиеся люди, с которыми познакомился ближе и Николай, – Людвиг ван Бетховен, В. А. Жуковский. Но более близкие отношения у Н. И. Пирогова сложились только с В. В. Далем – в ту пору еще студентом медицинского факультета.
Это был важный внутренний этап формирования мировоззрения Н. И. Пирогова, который охватывал 1828-1830-е годы практической деятельности его в Дерптском университете. При этом он прославился на всю округу, его мастерство называли фантастическим. Он был врачом от Бога, с легкостью брался за такие операции, которые до него никто не делал.
Через пять лет работы в Дерпте, Н. Пирогов в двадцать шесть лет блестяще защитив диссертацию, стал профессором кафедры теоретической и практической хирургии. Во время лекций он не только говорил, но и показывал студентам, что и как делать, предостерегая их от ошибок. На тот момент в его распоряжении была не только кафедра, но и анатомический театр, клиника