Будущий великий врач родился 27 ноября 1810 г. в Москве. Его отец Иван Иванович Пирогов служил казначеем. У него было четырнадцать детей, большинство из которых умерло в младенчестве. Из шестерых оставшихся в живых Николай был самый юный.
Получить образование ему помог знакомый семьи - известный московский врач, профессор Московского университета Е. Мухин, который заметил способности мальчика и стал заниматься с ним индивидуально. И уже в четырнадцать лет Николай поступил на медицинский факультет Московского университета, для чего ему пришлось прибавить себе два года, но экзамены он сдал не хуже своих старших товарищей. Пирогов учился легко. Кроме того, ему приходилось постоянно подрабатывать, чтобы помочь семье. Наконец Пирогову удалось устроиться на должность прозектора в анатомическом театре. Эта работа дала ему бесценный опыт и убедила его в том, что он должен стать хирургом.
Закончив университет одним из первых по успеваемости, Пирогов направился для подготовки к профессорской деятельности в один из лучших в то время в России Юрьевский университет в городе Тарту. Здесь, в хирургической клинике, Пирогов проработал пять лет, блестяще защитил докторскую диссертацию и в двадцать шесть лет стал профессором хирургии. В своей диссертации он первым изучил и описал расположение брюшной аорты у человека, расстройства кровообращения при ее перевязке, пути кровообращения при ее непроходимости, объяснил причины послеоперационных осложнений. После пяти лет пребывания в Дерпте Пирогов отправился в Берлин учиться, прославленные хирурги, к которым он ехал с почтительно склоненной головой, читали его диссертацию, поспешно переведенную на немецкий. Учителя, более других сочетавшего в себе все то, что искал в хирурге Пирогов, он нашел не в Берлине, а в Геттингене, в лице профессора Лангенбека. Геттингенский профессор учил его чистоте хирургических приемов.
Возвращаясь домой, Пирогов тяжело заболел и вынужден был остановиться в Риге. Едва Пирогов поднялся с госпитальной койки, он взялся оперировать. Он начал с ринопластики: безносому цирюльнику выкроил новый нос. За пластической операцией последовали неизбежные литотамии, ампутации, удаления опухолей. Отправившись из Риги в Дерпт он узнал, что обещанную ему московскую кафедру отдали другому кандидату. Пирогов получил клинику в Дерпте, где он создал одно из самых своих значительных сочинений - «Хирургическая анатомия артериальных стволов и фасций».
Описание операций Пирогов снабдил рисунками. Ничего похожего на анатомические атласы и таблицы, которыми пользовались до него. Наконец, он отправляется во Францию, куда пятью годами раньше, после профессорского института, его не пожелало отпустить начальство. В парижских клиниках Николай Иванович не находит ничего неведомого. Любопытно: едва оказавшись в Париже, он поспешил к известному профессору хирургии и анатомии Вельпо и застал его за чтением «Хирургической анатомии артериальных стволов и фасций».
В 1841 г. Пирогов был приглашен на кафедру хирургии в Медикохирургическую академию Петербурга. Здесь ученый проработал более десяти лет и создал первую в России хирургическую клинику. В ней он основал еще одно направление медицины - госпитальную хирургию. Николая Ивановича назначают директором Инструментального завода, и он соглашается. Теперь он придумывает инструменты, которыми любой хирург сделает операцию хорошо и быстро. Его просят принять должность консультанта в одной больнице, в другой, в третьей, и он опять соглашается. На втором году петербургской жизни Пирогов тяжело заболел, отравленный госпитальными миазмами и дурным воздухом мертвецкой. Полтора месяца не мог подняться. Он жалел себя, растравлял душу горестными раздумьями о прожитых без любви годах и одинокой старости. Он перебирал в памяти всех, кто мог бы принести ему семейную любовь и счастье. Самой подходящей из них показалась ему Екатерина Дмитриевна Березина, девушка из родовитой, но развалившейся и сильно обедневшей семьи. Состоялось торопливое скромное венчание.
Пирогову было некогда - великие дела ждали его. Он попросту запер жену в четырех стенах нанятой и, по советам знакомых, обставленной квартиры. Екатерина Дмитриевна умерла на четвертом году супружества, оставив Пирогову двух сыновей: второй стоил ей жизни. Но в тяжкие для Пирогова дни горя и отчаяния случилось великое событие - высочайше был утвержден его проект первого в мире Анатомического института.