この小説の舞台となっている時代は、安政から明治にかけてのいわゆる幕末であり、その時点で初めて西洋医学の組織立った学校が登場したこと、オランダ人医師ポンペにより、四民平等の思想が、医療を通じて徐々に浸透してゆく。タイトルの「胡蝶の夢」は荘子の言葉から来ており、作品の終わりの方で、伊之助が結核にかかって、熱に浮かされながら駕籠に揺られている途中に、かつて読んだ荘子を思い出し、夢と現との見境がつかない状態で「俺は蝶だぞ」と叫ぶ場面でそれが描かれている。「胡蝶の夢」は、荘子が夢に蝶の飛ぶ姿を見て、人間だと思っていた自分は実は蝶で、蝶が夢を見て人間になっているのか、またはやはり人間で夢に蝶を見ているのかという説話であるが、司馬はこれに関し、松本良順が蘭方医学を引き写しで学んだだけで、生身の本人とは違った姿で、封建社会の終わりに蝶のごとく舞ったことをもまた、荘子の胡蝶の夢になぞらえている。
江戸時代という封建社会の中で、医師にとっては階級差別、貧富・上下の差別はなく、ただ病人があるだけであると、身をもって実践し、また教えていた。また、「医者はよるべなき病者の友である」ともポンペは言い、司馬自身も講演で、この言葉に言及し、病者の友たる医者の存在を求めている。
この作品の中で、司馬は江戸期の身分制度に言及し、ポンペの持ち込んだ西洋医学はまた、当時のオランダの社会そのものを具現しているともしている。当時の日本の場合は、身分ごとに医師が分かれており、そのため、ポンペがコレラの大流行時以前から見せていた、身分の区別のない「医者と病者」という区分は、良順にとっては目からうろこが落ちるような思いであった。附属病院を作る際にもこの思想が基盤になっている。
これに関して、司馬は「胡蝶の夢の連載を終えて」で、身分制社会からの浮上方法としての蘭学、また医学に感じた限界について語っており、適塾と順天堂の違いについても触れている。この小説のテーマともなっている身分制社会からの浮上、また、江戸の身分制を切り裂く存在としての西洋医学（蘭学）に関しては小説中にも述べているが、いずれにせよこの存在が、江戸期の日本というものを大きく変えてゆき、また、断片的な知識の授与であった日本の西洋医学が、ポンペの授業によって組織的になったことも意義深いとしている。
ネフチェゴルスク地震