Пять тетрадей «Прикладной анатомии» (25 листов рисунков с текстом) было пред­ставлено в 1844 году в Академию наук, на конкурс по присуждению Демидовских пре­мий. Отзыв о сочинении дали академики эм­бриолог КМ. Бэр и зоолог Ф. Ф. Брандт. Они писали, что труд Пирогова даже в не­оконченном виде представляет большую науч­ную ценность и превосходит по значению но­вейшие зарубежные работы такого рода.

Чрезвычайно важна одна, подчёркнутая ав­торами академического отзыва, особенность рассматриваемого труда. Пирогов, «не доволь­ствуясь одними догадками, попал на остроум­ную мысль, заморозив отдельные части тела в разных положениях, распилить суставы, чтобы тем точнее определить и изобразить положение костей». Академические рецензенты, конечно, не могли знать, что в этом приёме заложено основание позднейшему гениальному труду Пирогова — «Топографической анато­мии». «Прикладная анатомия» была премиро­вана.

В 1846 году медицинский департамент издал новый труд Пирогова — «Анатомические изо­бражения человеческого тела, назначенные преимущественно для судебных врачей», с ат­ласом из шести литографированных таблиц. В 1850 году издание было повторено и в 1856 году выпущено в третий раз.

Работая в петербургских клиниках и госпи­талях, Пирогов всегда думал о находящихся на его попечении больных, заботился об изле­чении их, об уменьшении их страданий во время операций. Как профессору Медико-хирургической академии, Николаю Ивановичу приходилось иметь дело с военнослужащими— офицерами и солдатами. У него возникла мысль о необходимости облегчить положение раненых и больных воинов на полях сражений, где врачебное дело было в ту пору поставлено плохо.

Сильно занимал Николая Ивановича вопрос об изыскании обезболивающего средства при операциях. Знаменитый французский учёный хирург Вельпо говорил, что устранение боли при операциях — химера, о которой непозволи­тельно даже думать. «Режущий инструмент и боль, — заявлял он, — понятия неотделимые одно от другого в уме больного». Но Пирогов относился к больным не формально. Пытли­вый ум и великое любящее сердце подсказывали ему, что применение при операциях обез­боливающих средств будет огромным благо­деянием для страждущего человечества во­обще и для личного состава армии — в особен­ности.

Пирогов занялся в своей госпитальной кли­нике исследованием действия эфира при хирур­гических операциях. Он изучил влияние эфира на животный организм и произвёл ряд весьма тщательных опытов над соба­ками. Испытал действие эфира на себе самом, а затем произвёл 50 операций под эфирным наркозом на людях. Работая с эфиром, Пиро­гов, кроме прежнего способа введения эфира в организм человека (через рот), придумал новый способ. Он изобрёл также два прибора для наркоза: по старому способу и по своему, новому. Опыты Пирогова привлекали внима­ние всей России: в газетах и общелитератур­ных журналах печатались сообщения о его открытии.

Медицинский совет создал специальную комиссию из авторитетных врачей для выяс­нения вопроса в официальном порядке. Ко­миссия представила доклад, в котором при­знавала важность пироговского метода «как его изобретательному уму принадлежащее от­крытие». И добавляла: «первенство открытия у нас должно относиться к чести нашего неуто­мимого оператора». Но Пирогову ещё много пришлось бороться с чиновничьей косностью, пока он добился широкого и повсеместного применения «благодетельного способа для дальнейшего служения на пользу человече­ства».

Своё служение человечеству Николай Ива­нович рассматривал, в первую очередь, как служение Родине, её славе, её величию. В 1847 году он опубликовал несколько статей в общих и специальных журналах и отдель­ную книгу о результатах своих лабораторных исследований и "госпитальных опытов примене­ния эфира. В одной статье Николай Иванович писал: «Россия, опередив Европу нашими дей­ствиями при осаде Салтов, показывает всему просвещённому миру не только возможность в приложении, но неоспоримо благодетельное действие эфирования над ранеными, на поле самой битвы. Мы надеемся, что отныне эфир­ный прибор будет составлять точно так же, как и хирургический нож, необходимую при­надлежность каждого врача во время его дей­ствия на бранном поле. Мы надеемся также, что усилия наши распространять между здеш­ними врачами благодетельный способ эфирова­ния будут приняты ими с живым участием для дальнейшего служения на пользу челове­чества».