Маленькая картина, похожая на этюд, занимает особое место в творчестве Репина и во всем русском искусстве 2 половины XIX века. Это единственное произведение дореволюционной отечественной живописи, изображающее хирурга за работой. В этой картине отразилось глубокое и многогранное увлечение Репина творчеством Рембрандта, среди картин которого – знаменитые «Анатомия доктора Деннера» и «Анатомия доктора Тулпа».

Медицинские достижения второй половины XIX века привлекали восторженное внимание широкой общественности. Знаменитые хирурги проводили публичные операции, собиравшие множество зрителей. Хирургия переживала столь резкий скачок, что достигнутый уровень многократно превзошел все сделанное за предшествующие тысячелетия. Осваивались новые виды операций. В арсенале хирургов появились наркоз, местная анастезия, асептики, переливание крови, кровеостанавливающие зажимы и жгут. Русская медицина той поры бурно развивалась, нередко опережала европейскую и блистала выдающимися именами. Репин неоднократно писал портреты выдающихся деятелей отечественной медицины: невропатолога и психиатра Владимира Михайловича Бехтерева, физиолога Ивана Михайловича Сеченова, хирурга Николая Ивановича Пирогова, академика Ивана Петровича Павлова и других. Художник восклицал: «Ах, как я люблю ученых!»

С Павловым Репин был связан особенно тесно. Выдающийся хирург, профессор Военно-медицинской Академии и доблестный военный врач, многократно проводивший операции в действующей армии, Павлов имел неодолимую страсть к живописи и сам писал картины масляными красками. Он лечил жену художника Веру Алексеевну, а дочь Ильи Ефимовича Надежда проходила у Павлова хирургическую практику. В 1880-90-е годы Павлов нередко бывал в доме Репина.

Репин изобразил Павлова, вероятно, в хирургической больнице Александровской общины сестер милосердия в Петербурге. Образцовая больница блистала идеальным порядком и чистотой, отличным составом врачей, необыкновенной дисциплиной медицинских сестер. Операционный зал был оборудован по последним требованиям науки и техники. Репин изображает обширное, полное света помещение с большим окном и выбеленными стенами, облаченный в чистейшие белые одежды персонал, шланги для подачи наркоза, специальную медицинскую мебель. Санитары удерживают на операционном столе молодого мужчину, к которому возвращаются после наркоза сознание и боль. Но хирург продолжает ударять кувалдой по долоту, видимо, проводя пересечение тазового кольца. В XIX веке наркоза давали немного, опасаясь опасной передозировки.

Репин насыщает картину светом, простором и почти праздничной белизной, словно олицетворяющей широкое дыхание научной мысли, свет науки и благородного труда.