Николай Пирогов родился в Москве, в семье майора продовольственной службы и казначея Московского продовольственного склада Ивана Пирогова и Елизаветы Новиковой — наследницы старинного купеческого рода. В семье Пироговых было 14 детей, большинство которых, однако, умерло в раннем возрасте. Из шестерых оставшихся в живых Николай был самым младшим. Как и большинство детей той эпохи, начальное образование получил дома. Учился в частном пансионе В. С. Кряжева (1822–1824), однако после смерти отца из-за финансовых проблем был вынужден прекратить учёбу...

«Хирургия — предмет, которым я почти вовсе не занимался в Москве, была для меня в то время наукою вовсе неприглядною и непонятною. [...] Перед лекарским экзаменом нужно было описать на словах или на бумаге какую-нибудь операцию на латинском языке, и только Фед[ор] Андреевич Гильдебрандт, искусный и опытный практик, особливо литотомист, умный остряк, как профессор был из рук вон плох. Он так сильно гнусил, что, стоя в двух, трех шагах от него на лекции, я не мог понимать ни слова, тем более что он читал и говорил всегда по-латыни...