Все это пригодилось ему для его одного из самых значительных сочинений «Хирургическая анатомия артериальных стволов и фасций», написанного в 1837 г. в Дерпте, где Н. И. Пирогов возглавил кафедру хирургии. Восемь лет он собирал материалы, в основе которых лежали его собственные анатомические и экспериментальные исследования. Впервые он обратил внимание на особенности строения фасций – тонкой соединительной оболочки, покрывающей отдельные мышцы и их группы, а также сосуды, нервы и их органы. Каждой фасции он дает характеристику, указывает на особенности строения. Фасции имеют исключительно большое значение как главные ориентиры при хирургических операциях. Н. И. Пирогов определил их значение при воспалительных процессах… До сих пор эта работа является основой современной прикладной анатомии. Для наглядности он красочно ее проиллюстрировал. На свои деньги нанял художника, который в процессе работы освоил литографию и прекрасно выполнил рисунки. В этом же году выходит первая часть «Анналов (хроник) хирургического отделения Дерптского университета». Здесь Н. И. Пирогов приводит самые разные истории болезней, и каждый случай содержит выводы и размышления. Своеобразная хроника хирурга-практика поражает своей беспристрастностью, правдивостью и нелицемерием. Он писал: «Я только год состою директором Дерптской хирургической клиники и уже дерзаю происшедшее в этой клинике сообщить врачебной публике. Поэтому книга моя необходимо содержит много незрелого и мало основательного; она полна ошибок, свойственных начинающим практическим хирургам… Несмотря на все это, я счел себя вправе издать ее, потому что у нас не достает сочинений, содержащих откровенную исповедь практического врача и особенно хирурга. Я считаю священною обязанностью добросовестного преподавателя немедленно обнародовать свои ошибки…»

С безжалостностью к себе он описывает случаи, где слишком поторопился с операцией, чем способствовал смерти больного.

«В нашем лечении была совершена только одна ошибка, в которой я хочу чистосердечно признаться. При этом я не заметил, что глубокая артерия бедра… не была перевязана».

«Больного, описанного в случае 16, я таким образом буквально погубил… Я должен был быть менее тщеславным, и если я уже однажды совершил ошибку, решившись на операцию, то мог хотя бы спасти больному жизнь ценою жизни конечности».

Такого еще не случалось – чтобы сор из избы… да еще на суд широкой общественности. Мало кто отважится на такой поступок. Это была настоящая публичная исповедь, совсем как в те далекие времена, когда согрешившие повергались на землю перед входящими в храм христианами и громко всем исповедовали свои грехи, это был подвиг покаяния… Человек не только осознавал свои ошибки, он старался их не повторять.

Большая часть врачей встретила в штыки «Анналы». Н. И. Пирогова открыто ругали и проклинали за откровенное признание своих ошибок. Другие – их было мало – считали, что таким образом ученый предостерегает своих коллег от подобных ошибок. Один из университетских профессоров М. Энгельгард сказал ученому: «Ваши «Анналы» – отличная вещь! Врачебная честность необходима как воздух. Только она может спасти нас, образумить и снять гордыню». Для Н. И. Пирогова всегда было делом чести отвечать за каждую свою совершенную ошибку и не скрывать этого.

С каким трепетом Н.И. Пирогов принял заведование кафедрой хирургии, решив сразу, что не ради оклада должен ее занимать, а ради «святой любви к науке».

«Мог ли же я, молодой, малоопытный человек, быть настоящим наставником хирургии?! Конечно, нет, и я чувствовал это. Но раз поставленный судьбой на это поприще, я что мог сделать?