Umiddelbart etter at han ble doktor, ble han tilbudt stillingen som underviser i kirurgi og anatomi ved universitetet. Han fungerte også som gjestedosent i Bologna og Pisa. Hittil var undervisningen i disse fag basert på lesning av klassiske tekster, primært Galen, og disseksjon av dyr, som ble utført av en bartskjærer under foreleserens instruksjon. Det hadde ennå ikke vært gjort forsøk på å kontrollere Galens påstander, de var uangripelige. Vesalius brukte som noe nytt disseksjon som sitt primære undervisningsredskap. Han utførte dem mens elevene stod rundt om. Han betraktet den direkte observasjon som den eneste pålitelige kilde til viten.