На той час цей університет вважався найкращим у Росії. Тут, у хірургічній клініці, Пирогов пропрацював 5 років, блискуче захистив докторську дисертацію, йому присудили науковий ступінь доктора медицини. У віці 26 років Миколу Пирогова обрали професором Дерптського (Тартуського) університету. Під час докторантури він брав участь у ліквідації епідемії холери, побачив багато смертей від неї, на основі цього зробив багато замальовок посмертних змін у м'язах померлих від холери, які згодом згрупував у відповідному атласі.