На медицинский факультет Московского университета Чехов поступил в 1879 году и окончил его в 1884 году. Он был весьма добросовестным студентом, посещавшим лекции профессоров Бабухина, Захарьина, Клейна, Фохта, Снегирёва, Остроумова, Кожевникова, Эрисмана, Склифосовского. Уже с 1881 года он начинает практику врача при докторе П. А. Архангельском в Чикинской земской лечебнице Звенигородского уезда Московской губернии. По собственному свидетельству, он «не раскаивается, что пошёл на медицинский факультет».Окончив университет, Чехов попытался занять вакансию педиатра в одной из детских клиник, однако по неизвестной причине этого назначения не произошло.
Получив диплом врача, Чехов на дверях своей квартиры поместил табличку «Доктор А. П. Чехов», он продолжает лечить приходящих больных и посещать тяжёлых на дому. «Медицина у меня шагает понемногу. Лечу и лечу. Каждый день приходится тратить на извозчика более рубля. Знакомых у меня очень много, а стало быть, немало и больных. Половину приходится лечить даром, другая же половина платит мне пяти- и трехрублёвки». — 31 января 1885 года М. Г. Чехову.
Однако от предложения занять постоянное место в Звенигородской больнице Чехов отказался, замещая в то же время заведующего земской больницей на время его отпуска, производя всю рутинную работу уездного врача: судебно-медицинские вскрытия, показания на судах в качестве судебно-медицинского эксперта и т. п. Наступает время, когда Чехов начинает колебаться в окончательном выборе своего призвания. Медицина становится одновременно и помехой литературе, и неиссякаемым источником для чеховских сюжетов.
В это время он ещё готовился к экзаменам на степень доктора медицины, для чего собирал материалы по истории врачебного дела, однако задуманного не довёл до конца, и уже в 1887 году он снял вывеску врача. Неизбежные неудачи лечащего врача с одной стороны и Пушкинская премия Академии наук за сборник «В сумерках» определили его окончательный выбор. Отныне медицинская практика отодвигается на второй план, хотя приватные врачебные занятия Чехов не оставляет вплоть до отъезда в Ялту в 1897 году.
В глубине души врач никогда не умирал в Чехове: «Мечтаю о гнойниках, отёках, фонарях, поносах, соринках в глазу и о прочей благодати. Летом обыкновенно полдня? принимаю расслабленных, а моя сестра ассистирует мне, — это работа весёлая» — В. Г. Короленко, май 1888 года. Одним из мотивов поездки на Сахалин было желание «хотя бы немножко заплатить» медицине. Обследование санитарного состояния тюрем, лазаретов, бараков, местной педиатрии потрясло Чехова. Результаты его собственной работы в книге «Остров Сахалин» позволили ему сказать: «Медицина не может упрекать меня в измене. Я отдал должную дань учёности».
Мотив «измены» медицине многократно варьируется Чеховым в эти годы. То он казнит себя, называя «свиньёй» перед ней, то обыгрывает следующую антитезу: «Медицина — моя законная жена, а литература — любовница. Когда надоедает одна, ночую у другой». Но врачебная среда вовсе не упрекала Чехова в отходе писателя от медицины. В 1902 году члены Пироговского съезда врачей в Москве единодушно отблагодарили писателя за его литературную деятельность, за создание реалистичных образов медицинских деятелей в русской литературе.