П.А. Дубовицкий мог бы стать выдающимся хирургом, но остался в истории как крупнейший реформатор медицины. С именем Дубовицкого связывают золотой век Медико-хирургической академии.
Впервые Конференция Медико-хирургической академии приглашает профессора Казанского университета П.А. Дубовицкого «к занятию кафедры теоретической хирургии» МХА в 1839 году. К этому времени Петр Александрович был уже известным врачом. Только за один год работы в Казанском университете П.А. Дубовицким было выполнено 112 операций, в том числе новых. Вместе с Пироговым и другими учеными, Дубовицкий считается создателем научной пластической хирургии в России, однако в перелом левого плеча с осложнениями навсегда лишил его возможности заниматься практической хирургической деятельностью.
При профессоре Дубовицком в Медико-хирургической академии большое внимание стало уделяться распознаванию болезней, по сути, он первым стал преподавать хирургическую диагностику в истинном смысле этого слова.
П.А.Дубовицкий выпустил записки по теоретической хирургии в двух частях, тем самым восполнив пробел в учебной литературе по хирургии того времени. Он настойчиво проводил мысль о необходимости комплексного лечения хирургических больных и считал, что «для лечения болезней хирургических недостаточно одних хирургических средств, необходимо еще употреблять средства диетические и фармацевтические».
В 1844 году Дубовицкий был избран учёным секретарём академии, а в 1848 году получил звание академика. В октябре 1852 года, выйдя в отставку по причине расстроенного здоровья, пожертвовал полагавшуюся ему половинную пенсию на стипендии Петербургской медико-хирургической академии, Московскому и Казанскому университетам. Это ознаменовало окончание первого этапа его работы в Медико-хирургической академии.
Однако через 5 лет, в январе 1857 года П.А. Дубовицкий вернулся в Петербург, где был избран президентом МХА. Принимая пост, он оговорил ряд условий: академия остается в ведении Военного министерства; должность попечителя академии упраздняется; президент подчиняется непосредственно военному министру, а по делам хозяйственным и законодательным – Военному совету; ремонтно-строительные работы в МХА передаются в ведение инженерного департамента Военного министерства; медицинская часть 2-го военно-сухопутного госпиталя находятся в непосредственном ведении академии.
Академия, за десятилетнее управление Дубовицким, так изменила весь свой строй, что заняла не только в России, но и среди заграничных подобных учреждений, одно из первых мест.
П.А.Дубовицкий удвоил число кафедр по естественным наукам, открыл новые кафедры: патологической анатомии (1859), оперативной хирургии с топографической анатомией (1865), гигиены и медицинской помощи (1865), восстановил кафедру глазных болезней. Он реорганизовал академический госпиталь (бывший 2-й сухопутный госпиталь), учредил Врачебный институт (1858) для подготовки профессорско-преподавательского состава, создал институт приват-доцентов, разрешил писать и защищать диссертации на русском языке. В 1863 г. был построен Естественный исторический институт у Литейного моста. При Дубовицком было построено специальное здание для аптеки и начато строительство Михайловской больницы баронета Виллие.
В 1865 году исполнилось 25 лет службы Дубовицкого по учебной части и ему была назначена пенсия на службе в размере 1680 рублей в год. Эту пенсию он частью обратил на составление капитала для учреждённых им стипендий, частью пожертвовал в студенческую библиотеку. В 1867 году он был назначен директором военно-медицинского департамента и в том же году — начальником Главного военно-медицинского управления, — одного из девяти управлений дореволюционного военного министерства.