Вскоре отца уволили из экономии, он переехал с семьей в город. Дед и бабка хотели, чтобы мальчик стал священником, и определили его в духовное училище, затем в семинарию, но, когда пришло время переходить в духовную академию, юноша, увлеченный естественными науками, избрал для себя иной путь и без гроша в кармане отправился в Томский университет.
Он решил стать врачом. Да, это было его истинное призвание. Своим трудолюбием и исключительными способностями он сразу привлек внимание профессора медицинского факультета. Он был еще студентом, когда ему доверили обязанности препаратора, а затем помощника прозектора на кафедре описательной анатомии.
Профессора говорили: «У этого юноши талант хирурга, посмотрите, как увлеченно и глубоко он изучает анатомию!» За отличные успехи Николай Бурденко получил «стипендию Восточной Сибири». Будь этот юноша себялюбцем, равнодушным к чужим невзгодам, помышляющим только о собственных интересах, стипендия избавила бы его от нужды и полуголодного существования. Но страстное увлечение наукой не мешало Николаю Бурденко отстаивать убеждения, опасные в условиях царской России, грозившие изгнанием из университета. Произвол, насилие, духовное рабство всегда были ненавистны ему. Зимой 1899 года он участвовал в студенческих сходках, подписал протест против расправы властей с революционно настроенными студентами в Петербурге. Участь Николая Бурденко была решена. Из университета его исключили. Он искал работы. Стал фельдшером городской больницы в Нижнеудинске. Но тоска по науке томила его. Юноша был счастлив, когда профессора, помнившие своего талантливого ученика, добились его возвращения в университет.
Теперь он успокоится? Станет «благонамеренным»? Уйдет в сторону от надвигающейся революционной бури? Нет, Бурденко претили покой и трусливая осторожность обывателей. Всей душой он отдался любимой науке, но, как только вспыхнули новые волнения в Томском университете, Николай Бурденко опять навлек на себя гнев реакционных чиновников. Прощай, университет! Прощай, Томск! Полиция лишила опального студента права жительства в этом городе.
Снова поиски работы, снова скитания отверженного. Только в 1901 году Бурденко добился возможности перейти в Юрьевский университет. Юрьев — так называли в ту пору город, известный нам сегодня под именем Тарту. Что ж, быть может, вольнолюбивый студент наконец смирит свой непокорный нрав? Но Бурденко никогда не отступал от своего понимания правды и справедливости. Весной 1902 года он снова — уже в третий раз! — был изгнан из университета за участие в массовых студенческих демонстрациях.
Забыть о медицине, отказаться от надежды стать врачом? Ни за что! Бурденко отправился туда, где медики были нужнее всего, — в деревни Херсонской губернии, охваченные эпидемией черной оспы и тифа. Помогал врачам и учился у них. Ухаживал за больными, был терпелив, отзывчив, на опыте убеждался, что быть врачом — это значит прежде всего любить человека, любить жизнь, сражаться за них, не щадя сил. В течение полутора лет он работал в деревнях, пораженных эпидемией. Потом ему разрешили вернуться в университет.
Он не искал легкой жизни. Из всех отраслей медицины избрал для себя, может быть, самую сложную — хирургию. Когда началась русско-японская война, с четвертого курса отправился на фронт, шел в огонь, чтобы перевязать, спасти от смерти настигнутых пулями солдат, сам не избежал ранения, за мужество был награжден солдатским Георгием. Вернувшись в Юрьев, жертвовал многим, отказывался от удобств и выгод, лишь бы сохранить независимость и полностью отдаться изучению хирургии. Вежливо, но твердо отклонил предложение знаменитого физиолога И. П. Павлова работать в его лаборатории. Неуклонно стремился к одной цели: совершенствовать свой талант хирурга, находить новые пути развития хирургии.
Идти проторенными дорожками — нет, это не в характере Бурденко! Он экспериментировал, вторгался в еще не изведанные области медицины, предлагал свои методы выполнения операций, смелые, но оправданные его научным поиском, его опытами и исследованиями. Нужно ли удивляться тому, что его избрали профессором того самого Юрьевского университета, откуда он был изгнан в студенческие годы.