Во время своего пребывания за границей С. П. Боткин написал докторскую диссертацию «О всасывании жира в кишках» и ряд других работ.
По возвращении в Россию в числе прочих русских молодых ученых – медиков С. П. Боткин получает место адъюнкта по терапии в Петербургской медико – хирургической академии (1860), а через год – кафедру академической терапевтической циники, которой и руководил до конца своей жизни.