После возвращения Пирогова из Крыма ему было сделано кружком Елены Павловны предложение занять должность попечителя Одесского учебного округа. Николай Иванович согласился и подал заявление об уходе из Академии.
В медовый месяц либеральных иллюзий относительно мирного обновления государственного строя путем полюбовного соглашения между помещиками и крестьянами Пирогову казалось, что он принесет родине больше пользы в качестве руководителя просвещения, чем в должности преподавателя анатомии.
Свой взгляд на дело просвещения, проникнутый либерально-прекрасными иллюзиями, Пирогов изложил в письме к баронессе Раден, явно рассчитывая на то, что оно будет известно в придворных кругах.
«Если наш добрый государь, — пишет Пирогов, — действительно желает провозгласить в стране царство сути, то он должен показать науке и искусству истинный путь. Пока наши учебно-ученые учреждения останутся под гнетом несчастного ярма, пока военная иерархия и солдатчина будут господствовать в наших храмах науки, пока форма и видимость будут иметь права первенства в святых местах искания истины, до тех пор нам нельзя ожидать ничего доброго. Это раз навсегда мое убеждение». Письмо это дошло до Александра II, и хотя царь не любил Пирогова за его непочтительные письма относительно воровства и злоупотреблений во время Крымской войны и считал его как врача «живодером», — однако придворным кругам удалось убедить Александра в том, что назначение Пирогова много поможет правительству в успокоении общества. 3 сентября 1856 года Александр подписал именной указ сенату о назначении Пирогова попечителем Одесского округа. При этом из правящих кругов распространялись слухи о скором переходе популярного профессора на пост министра народного просвещения.
Сенатор А. И. Казначеев писал в Одессу своему приятелю А. Г. Тройницкому: «Пирогов вышел было в отставку, и ему предложили место попечителя единственно для того, чтобы удержать на службе европейскую знаменитость, которою Россия гордиться может. Таким образом позволительно заключить, что знаменитый доктор не долго останется попечителем и получит вскоре другое, высшее назначение». То же писал тогда своим друзьям товарищ министра внутренних дел А. И. Левшин.
Одновременно с назначением Пирогова попечителем его «Вопросы жизни» были перепечатаны в «Журнале министерства народного просвещения» с заявлением от редакции: «Эта прекрасная статья помещается здесь по воле г. министра, как соответствующая цели и назначению журнала, обязанного, между прочим, заботиться о распространении в обществе и в кругу наших воспитателей здравых и верных идей о воспитании».
Пирогов проявлял в Одессе кипучую разностороннюю деятельность. Он часто объезжал все губернии округа (Херсонскую, Таврическую, Бессарабскую, Екатеринославскую, Область войска Донского), останавливаясь в самых маленьких захолустных местечках, избегая торжественных встреч, располагаясь на ночлег у бедняков учителей, ложась спать рядом с ними на полу и беседуя в долгие ночные часы на темы о воспитании. Запросто являлся Николай Иванович в школы и гимназии, посреди уроков, усаживался на скамьи рядом с учениками, присматриваясь к ходу преподавания и давая указания неопытным учителям.
За время своей педагогической деятельности Пирогов напечатал в одесской газете несколько статей, которые перепечатывались во всех газетах и журналах, общих и специальных, читались всеми учителями, принимавшими их к руководству. Много внимания уделял Пирогов низшей школе, которая выпускала детей прямо в жизнь, хотя и с чрезвычайно ограниченной подготовкой. Говоря о необходимости учредить педагогическую семинарию для подготовки хороших учителей низшей школы, Пирогов отмечает, что «тогда и вопрос о том, нужна ли и полезна ли народу грамотность, — решился бы сам собою, и верно никому бы не пришло в голову усомниться — нужно ли и полезно ли развивать грамотою мысль и толк в народе».
Пока Пирогов проповедывал самосовершенствование, пока он говорил о вреде эмансипации для женщин, новороссийский генерал-губернатор граф Строганов относился к его деятельности спокойно, снисходительно улыбаясь, когда профессор анатомии распинался за «упования». Но когда Николай Иванович, по власти попечителя округа, передал подведомственную ему газету «Одесский вестник» в руки двух либеральных профессоров лицея, которые вместо сообщений о богослужениях в кафедральном соборе и т. п. известий стали печатать статьи о всеобщем равенстве, — генерал-губернатор не выдержал. Уже программная статья самого Пирогова не понравилась графу Строгонову. Попечитель заявлял в «Одесском вестнике», что газета должна прислушиваться к мнению публики. «Вы верно не угодите лицею, если будете помещать дребедень в фельетоне или сделаете его газету лавочною вывескою, — писал попечитель. — Лицей хочет говорить с Новороссией и с целою Россией о деле. Он хочет сблизиться с народонаселением края». Предлагая редакторам обсудить и взвесить заблаговременно предстоящие им трудности, Пирогов требует от них лояльности к пестрому населению Новороссии: «Вспомните, что «Одесский вестник» может попасть в руки и великорусса, и малороссиянина, и молдавана, и грека, и еврея». Но потакать низменным вкусам публики или прислуживаться различным народностям края не следует, так как «истинный талант и истинное искусство привлекает, не спускаясь». Граф Строгонов завел переписку с министерством о том, чтобы изъять газету из рук Пирогова. Генерал-губернатору энергично содействовали губернский предводитель дворянства Е. А. Касинов и другие лица, от себя посылавшие в министерство жалобы на развращающее влияние газеты. Писал Строгонов и самому царю, с которым был в родстве.
В одном из своих доносов граф Строгонов писал, что в первых же нумерах газеты он «заметил стремление редакторов к системе критического разбора важных административных и общественных вопросов, во всем несогласных с духом нашего правления». Заканчивает генерал-губернатор это письмо заявлением, что он «не престанет, в пределах обязанности полиции распорядительной, хотя бы от него и приняли наблюдение за цензурой, наблюдать и, в случае нужды, направлять огнегасительные орудия во все те места, где заметит не только пламя, но даже проявление дыма». В заключение Строгонов предлагает разрешить «гг. ученым издавать записки, которые не должны читаться посторонними лицами».
Соображения Строганова отражали взгляды просвещенного деспота николаевского царствования, доносы предводителя дворянства Касимова — яркий образчик мировоззрения всполошившихся рабовладельцев. Касимов с ужасом указывает на прославление «Одесским вестником» свободного труда, который лишь развращает крестьян, а попечитель округа «своим авторитетом (который очень велик) оправдывает в своих статьях направление газеты, чем узаконяет как бы от лица правительства ее развратное поведение». Руководимому Пироговым «Одесскому вестнику» остается только «открыто заявить, что собственность — воровство».