События В Крыму глубоко взволновали Н. И. Пирогова.
В октябре 1854 года Н. И. Пирогов с отрядом врачей выехал в действующую армию. В своей работе "Начала общей военно-полевой хирургии" он писал впоследствии: "Я никогда не забуду моего первого въезда в Севастополь. Это было в позднюю осень в ноябре 1854 года. Вся дорога от Бахчисарая на протяжении 30 вёрст была загромождена транспортами раненых, орудий и фуража. Дождь лил как из ведра, больные и между ними ампутированные лежали по двое и по трое на подводе, стонали и дрожали от сырости, и люди, и животные едва двигались в грязи по колено, падаль валялась на каждом шагу... слышались в то же время и вопли раненых и карканье хищных птиц, целыми стаями слетавшихся на добычу, и крики измученных погонщиков, и отдалённый гул севастопольских пушек. Поневоле приходилось задумываться о предстоящей судьбе наших больных".
Участие Н. И. Пирогова в обороне Севастополя 1854-1856 годов имело исключительно важное значение и для военной медицины, и для гражданского здравоохранения.
Проявил себя здесь не только как хирург, но и как организатор медицинской помощи раненым и больным.
Н. И. Пирогов впервые в мире осуществил сортировку раненых и больных в зависимости от характера и места ранения, создал транспортные отделения, привлёк сестёр милосердия к уходу за ранеными и больными.
В начале осады Севастополя в доме дворянского собрания, расположенном почти на самом берегу Южной бухты, был организован главный перевязочный пункт.
По инициативе учёного в Севастополе впервые в истории отечественной и зарубежной медицины на театр военных действий были привлечены сёстры милосердия.
Применение женских рук, женского такта и умения выхаживать раненых и больных не только положительно сказалось на организации всего уклада госпитальной жизни, но и обратило внимание общественности на самые злободневные вопросы развития отечественного здравоохранения.
В декабре 1855 года Н. И. Пирогов уехал из Севастополя в Петербург.
Н. И. Пирогов - попечитель учебных заведений.
В 1856 году Н. И. Пирогов в расцвете сил и таланта оставил Медико-хирургическую академию. До сих пор причины его ухода из академии не выяснены. Н. И. Пирогова встречали среди правящей верхушки и реакционой профессуры сильнейшее противодействие. Возможно, уставший бороться с чиновниками учёный принимает решение уйти в отставку, о чём он и писал жене из Севастополя: "... служить мне здесь во сто крат приятнее, чем в академии... я здесь, по крайней мере, не вижу удручающих жизнь, ум и сердце чиновнических лиц, с которыми по воле и неволе встречаюсь ежедневно в Петербурге".
В то же 1856 году Н. И. Пирогов опубликовал в журнале "Морской сборник" свою статью "Вопросы жизни", в которой высказывал передовые взгляды на воспитание молодёжи. Центральное место в этой статье уделялось специализации и "общечеловеческому образованию" в деле воспитания молодых людей.
В 1856 году Н. И. Пирогов был назначен попечителем Одесского учебного округа.
Как педагог Н. И. Пирогов вёл борьбу с сословными предрассудками в области воспитания и образования, стремился к осуществлению всеобщего начального обучения.
Пирогов считал также необходимым создание университетского центра на юге России. По его инициативе был открыт в 1865 году университет в Одессе.
Прогрессивные взгляды попечителя вызвали недовольство ярых реакционеров: генерал-гебернатора А. С. Строганова и херсонского предводителя дворянства Е. А. Касимова. В донесении к царю они обвинили Н. И. Пирогова в подрыве авторитета местных властей. Николай Иванович вынужден был оставить Одесу. В июле 1858 года его переводят на такую же должность в Киев.
Работая на новом месте, Н. И. Пирогов не отступал от своих принципов, продолжал творческую педагогическую деятельность, в частности выступил организатором воскресных народных школ для взрослых.
Н. И. Пирогов защищает студентов, подозреваемых в революционных взглядах или действиях.
В конце января 1860 года по распоряжению И. И. Васильчикова были арестованы студенты Киевского университета - члены тайного общества, ставившего своей целью "ниспровержение существующего общественного порядка и переведение всего устройства русского государства на демократические основания". Н. И. Пирогову предложили установить полицейский надзор за студентами - "их поведением и образом мыслей".
Такое требование возмутило учёного. 1 марта 1860 года он написал министру народного просвещения, что распоряжение Васильчикова выполнять не будет.
Независимое поведение, прямой и резкий характер Пирогова, пользовавшегося прогрессивной профессуры, учителей и студенчества, привели к конфликту с киевским генерал-губернатором и его прислужниками.
В октябре 1860 года И. И. Васильчиков поставил вопрос об увольнении Н. И. Пирогова, доложив в Петербург, что его нельзя оставлять попечителем Киеского учебного округа "без опасения пагубных последствий" для страны. 13 марта 1861 года Александр II подписал отставку Н. И. Пирогова. Киевская прогрессивная общественность организовала учёному торжественные проводы.
Прощаясь со студентами университета, Н. И. Пирогов призывал их служить верно науке и правде, жить так, чтобы, состарившись, они могли безупречно вспоминать свою и уважать чужую молодость.
В 1861 году Н. И. Пирогов вместе с женой Александрой Антоновной и сыновьями Николаем и Владимиром отправился из Киева в приобретённую им усадьбу Вишня.
1862-1866 годы учёный провёл за границей. Ему поручили руководить учёбой молодых русских учёных различных специальностей, готовившихся затять кафедры в отечественных университетах.
В октябре 1862 года Н. И. Пирогов ездил в Италию к раненному в ногу вождю национально-освободительного движения Джузеппе Гарибальди. Пирогов вылечил его, не прибегая к операции.
Однако недолго Н. И. Пирогов выполнял обязанности воспитателя молодых учёных. После выстрела Д. В. Караказова в Александра II министром просвещения был назначен Д. А. Толстой. Новый министр без церемоний известил Н. И. Пирогова, что освобождает его "от возложенных на него поручений".
В 1866 году Н. И. Пирогов возвращается в Россию и окончательно поселяется а своём имении Вишня.
Н. И. Пирогов на театре франко-прусской и русско-турецкой войн.
Во время деревенского уединения Николай Иванович ещё 2 раза выезжал за границу.
В 1870 году управление Общества Красного Креста предложило Н. И. Пирогову отправиться на франко-прусскую войну, охнакомиться там с госпиталями перевязочными пунктами и сделать свои выводы об организации помощи раненым и больным. Н. И. Пирогов осмотрел около 70 лазаретов, где содержалось несколько тысяч раненых.
После возвращения в Россию Н. И. Пирогов написал работу "Отчёт о посещении военно-санитарных учреждений в Германии, Лотарингии и Эльзасе в 1870 году".
С чувством патриотической гордости за отечественную науку Н. И. Пирогов констатировал, что зарубежные медики начали широко применять его гипсовую повязку, щадящее лечение и обезболивание при операциях.
Пирогову было 67 лет, когда он в 1877 году отправился на русско-турецкую войну. И снова по поручению Общества Красного Креста учёный обследует санитарные учреждения, на этот раз на Балканах.
Н. И. Пирогов сказал, что он выполнит поручение общества, "несмотря ни на возраст, ни на слабое здоровье, ни на уроки жизни". Врач-гуманист готов был, как и раньше, служит безвозмездно и принести пользу не только военной медицине, но и делу "высокого человеколюбия".
Более полугода провёл Николай Иванович в рядах русских войск, сражавшихся с турецкими поработителями. Являясь консультантом по всем вопросам медицинского обеспечения армии, он тем самым принимал активное участие в национальном освобождении Болгарии от пятивекового османского ига. Помимо учреждений занимался транспортировкой раненых, устраивал в землянках русские паровые бани, осматривал солдатскую одежду и обувь, следил за питанием. Мужество и выдержка Н. И. Пирогова во время кровопролитных боёв вызывали восхищение и уважение к нему всех окружающих.
Н. И. Пирогов оказывал также медицинскую помощь местному населению. Его любовно называли "большой русский доктор".
Богатый материал, собранный Пироговым в период русско-турецкой войны, лёг в основу классического труда по военно-полевой хирургии - "Военно-врачебное дело и частная помощь на театре войны в Болгарии и в тылу действующей армии 1877-1878 гг".