Николай Бурденко создал школу хирургов экспериментального направления, разработал методы лечения онкологии центральной и вегетативной нервной системы, осуществлял операции по лечению мозговых опухолей, которые до Бурденко насчитывались во всем мире единицами. Он был членом редакционной коллегии 35-томного труда "Опыт советской медицины в Великой отечественной войне 1941-1945 гг.", редактором журналов "Современная хирургия", "Новая хирургия", "Вопросы нейрохирургии". Ему принадлежит более трехсот печатных трудов. Имя Бурденко носят НИИ нейрохирургии в Москве, Главный военный госпиталь Министерства обороны, улицы во многих городах России. В Академии медицинских наук Российской Федерации присуждается премия его имени за лучшие работы по нейрохирургии.