С 1963 по 1986 год Колесов возглавлял кафедру хирургии для усовершенствования врачей №1 Военно-медицинской академии
Во время его руководства в 1965 году кафедре было присвоено имя выдающегося советского врача, хирурга, главного хирурга Ленинградского фронта Петра Андреевича Куприянова. Анатолий Пантелеймонович Колесов являлся учеником и последователем Куприяновской школы хирургии. Коллеги и ученики отзывались о Колесове как о замечательном враче и отзывчивом человеке. Это был великолепный оператор, талантливый педагог, очень эрудированный клиницист, блестящий лектор, докладчик и чуткий руководитель.
В 1953 году Колесов первым стал производить при бронхоэктазиях экономные резекции легких, а вскоре, также одним из первых в нашей стране, выполнил двустороннюю резекцию легких. Кроме того, в это же время Колесов активно включается в разработку актуальных вопросов сердечно-сосудистой хирургии. Одним из первых он произвел операции по поводу аневризмы сердца, двойной дуги аорты, недостаточности митрального клапана, разработал правосторонний доступ при операциях на сердце.
Заслугой профессора Колесова было активное участие в разработке и внедрении в клиническую практику искусственного кровообращения, которым он начал заниматься в 1959 году, — в период начала освоения этого метода в СССР. Весьма существенный вклад внес Анатолий Пантелеймонович в разработку ряда проблем современной реаниматологии, в частности – в усовершенствование методов регулирования процессов кровообращения (вспомогательное кровообращение), сочетанного использования нескольких искусственных органов, парентерального питания. Колесовым впервые в Ленинграде были созданы в клинике отделение, а затем и НИЛ «искусственная почка», где были разработаны различные методы гемодиализа и пересадки почек при острой почечной недостаточности.
В это же время в клинике начались исследования и диагностика госпитальной инфекции в хирургических стационарах, а также были разработаны методы профилактики послеоперационных осложнений после искусственного кровообращения. Продолжалось совершенствование техники хирургических операций в условиях искусственного кровообращения, разрабатывалась концепция анестезиолого–реаниматологического обеспечения операций на сердце и крупных сосудах, были заложены основы последипломного образования хирургов.
