Сочетая обширную практику с университетскими лекциями и руководством факультетом, Ефрем Осипович стремился поставить российские медицинские учебные заведения на европейский уровень. Он оказывал помощь многим талантливым, но бедным студентам, содержал на свои средства значительное количество врачей, готовившихся к профессуре и к практике в госпиталях. Вникая во все детали учебного процесса, Мухин создавал базу для развития медицинской науки на факультете: составлял проекты реорганизации медицинского факультета, переоборудовал анатомический театр, открыл специальную медицинскую библиотеку, в которой студенты могли ознакомиться с новейшей, в том числе иностранной, литературой по медицине. Понимая необходимость учебы у европейских ученых, он финансировал молодых выпускников, выезжавших за границу.

Свои лекции Ефрем Осипович Мухин вел в виде свободной беседы. Он разбирал функции отдельных органов и тут же высказывал идею целостности организма: «Иные считают, будто болезнь поражает отдельную часть тела. Полагаю, что не так. Все части тела человеческого имеют взаимное между собой сообщение». Течение мыслей в его лекциях иной раз поражало неожиданностью. Как-то раз Мухин замолчал, не окончив рассуждения, помедлил и заговорил совсем о другом: «Народное здравие немыслимо без хороших жилищ, одежды, питания. Врач, ставящий превыше всего пользу отечеству, должен думать и о сих предметах. Ныне в деревнях неурожай. Голод. Вот и взял я себе задачей отыскать заменители хлебных злаков…»

Мудров, Мухин, Лодер… Их именами, по словам Пирогова, мог гордиться Московский университет того времени. Трудами этих ученых, трудами их коллег закладывались основы передовой русской медицины, основы патологической анатомии, физиологии, терапии.

Правда, обучение в университете было весьма далеко от практики, о чем Николай Пирогов весьма сожалел. Лодер препарировал трупы, но студенты в большинстве своем изучали анатомию по картинкам, не вскрыв ни одного трупа. Мудров ратовал за практику, не уставал говорить о врачебном опыте, но студент Пирогов написал всего одну историю болезни единожды виденного больного. Мухину не трудно было в лекциях переходить с одного предмета на другой, ведь он накопил в больнице и у операционного стола множество знаний. Но студент Пирогов за годы учения не сделал ни одной операции, даже кровопускания, он только описывал операции в тетради.

Тем не менее, Пирогов позже вспоминал: «Но, несмотря на комизм и отсталость, у меня от пребывания моего в Московском университете вместе с курьезами разного рода остались впечатления, глубоко, на целую жизнь врезавшиеся в душу и давшие ей известное направление на всю жизнь».

Именно это «направление на всю жизнь» и дали ему университетские учителя. Еще один человек, несомненно, способствовал этому – это отец, Иван Иванович Пирогов. Но сыну было суждено рано потерять отца.

Чтобы свести концы с концами, Иван Иванович вел частные дела, старался как мог, пытаясь снова подняться до более-менее высокого материального уровня. Но он заболел, стал задыхаться по ночам и вскоре умер.

Семья осталась без дома, заботу о ней взял на себя троюродный брат отца, Андрей Филимонович Назарьев, служивший заседателем в суде. Сам он был беден и обременен семьей, но привез родню к себе и уступил мезонин с чердачком.

У Андрея Филимоновича Пироговы жили год. Совестились, ведь и сам дядюшка перебивался с трудом, допоздна сидел на работе и приносил домой кипы бумаг. Он водил иногда Николая в трактир – напоить чаем, а однажды, повздыхав, купил ему сапоги.