В 1934 р. за ініціативою Бурденко в Москві був створений перший в світі нейрохірургічний інститут.

Тут зародилася і отримала розквіт нова наука - нейрохірургія - хірургія мозку і нервових стовбурів.

Завдяки наполегливості Н. Н. Бурденко, його авторитету цю складну область медицини вдалося вивести в число провідних спеціальностей. Це одна з найбільших заслуг Миколи Ниловича БурденкоНиколая Ниловича Бурденко - організація нейрохірургічної допомоги і створення в Москві найбільшого спеціалізованого центру нейрохірургії.

Слід також відзначити, що Н. Н. Бурденко досяг успіхів в техніці операцій на мозку і привернув до наукової розробки проблеми широкий круг фахівців.

Особливо цікавило Бурденко лікування мозкових пухлин. Проникливими очима і "розумним ножем" Микола Нилович з кожним роком проникав все глибше в мозок людини і добирався до пухлин, які раніше вважалися неприступними. Операції на мозку до Бурденко  проводилися рідко і налічувалися у всьому світі одиницями. Радянський нейрохірург розробив більш прості методи проведення цих операцій і тим самим зробив їх масовими. Крім того, він запропонував ряд оригінальних операцій, які до нього ніколи не проводилися. Тисячі людей були врятовані від смерті і важких хвороб завдяки тому, що професор Бурденко відкрив можливість проводити операції на твердій оболонці спинного мозку, пересаджувати ділянки нервів, оперувати на найглибших і відповідальних ділянках спинного і головного мозку. Хірурги Англії, США, Швеції і інших країн" спеціально приїжджали до Москви, щоб залучитися до нових ідей і повчитися у радянського ученого, як робити ці складні операції. В 1941 р. за видатні роботи по хірургії нервової системи уряд присудив Бурденко Державну премію першого ступеня.

Була вражаюча працездатність Бурденко. Напівжартом він писав: "Той, хто працює, завжди молодий. Іноді мені здається: можливо, праця виробляє особливі гормони, що підвищують життєвий імпульс?"

Микола Нилович Бурденко гаряче любив свій народ, свою Батьківщину. Їм він віддавав всі сили, весь талант. В перші дні Великої Вітчизняної війни Микола НіловічНиколай Нилович був призначений на пост Головного хірурга Червоної Армії. Його бачать і в госпіталях Ленінграда, і під Псковом, і у відбитому у ворога Смоленську, і в інших фронтових і прифронтових районах. Він збирає величезний матеріал про поранення і створює вчення про бойову рану. В листах до керівників військово-медичної служби Бурденко вимагає застосування самих новітніх і найефективніших способів лікування.

На чолі бригади лікарів він особисто випробовує у фронтових госпіталях нові ліки - стрептоцид, сульфідин, Пеніцилін. Незабаром по його наполяганню ці чудові ліки сталі застосовувати хірурги всіх військових госпіталів. Багато тисяч поранених солдатів і офіцерів були врятовано завдяки безупинним науковим пошукам, які всю війну проводив Бурденко.

З перших днів Великої Вітчизняної війни генерал-полковник медичної служби Н. Н. Бурденко - головний хірург Озброєних Сил СРСР.

На плечі Н. Н. Бурденко лягла гігантська робота по забезпеченню медичної допомоги фронту, що розтягнувся на тисячі кілометрів від Баренцева моря до Чорного.

При діяльній участі Н. Н. Бурденко були видані книги і інструкції по лікувально-евакуаційній роботі. Розроблені "Вказівки по військово-польовій хірургії".

Виїжджаючи на фронти, Н. Н. Бурденко перевіряв постановку хірургічної роботи і застосування нових методів лікування.

Коли почалася Велика Вітчизняна війна, Миколі Ниловичу було вже 65 років. В 1941 р. при переправі через Неву він потрапив під бомбардування і був контужений. Позначилися роки, напружена робота, колишні поранення і контузії. Одне за іншим він переніс два крововиливи в мозок. Але багатирський організм Бурденко не здавався. Пересилюючи хворобу, Микола НіловічНиколай Нилович трудився не покладаючи рук. В 1944 р. за планом, розробленому Бурденко, Радянський уряд створив Академію медичних наук СРСР. Микола НіловічНиколай Нилович був вибраний першим президентом молодої академії.

Микола Нилович Бурденко був видним суспільним діячем і крупним ученим, автором більше 300 наукових робіт з питань лікування гнійних ран, анаеробної інфекції, переливання крові, боротьби з шоком. Його роботи в області нейрохірургії широко використовувалися у Великій Вітчизняній війні при організації спеціалізованого лікування поранених в череп.

Уряд високо оцінив заслуги Н. Н. Бурденко, привласнивши йому почесні звання Героя Соціалістичної Праці, заслуженого діяча науки і нагородивши орденами: трьома Леніна, двома Червоного Прапора, Червоної Зірки, Вітчизняної війни I ступеня і чотирма медалями.

Влітку 1946 р. у нього відбувся третій крововилив в мозок. Здавалося б, це кінець. Але, знаходячись при смерті, він пише доклад про вогнепальні поранення. Один із співробітників Бурденко зачитав цей доклад делегатам XXV Всесоюзного з'їзду хірургів. З глибоким хвилюванням слухали його делегати з'їзду. "Я преклоняюся перед волею цієї людини..." - сказав одного з ведучих радянських хірургів. То була "лебедина пісня" Бурденко. Через десять днів його не стало.

Академік Бурденко залишив своїй Батьківщині великий спадок. Він написав більше 400 наукових праць, які до цього дня допомагають радянським лікарям лікувати багато важких захворювань і повертати до життя і праці хворих людей.

Ім'я Миколи Ниловича Бурденко було привласнено Інституту нейрохірургії АМН СРСР, Головному військовому госпіталю Озброєних Сил СРСР і іншим медичним і військовим установам.

Академія медичних наук заснувала премія імені М.Н. Бурденко, яка присуджується раз в чотири роки за кращу роботу по нейрохірургії або військово-польовій хірургії.