Почти 7 лет путешествовал Гален. Возвратившись в Пергам, он стал врачом в школе гладиаторов, где четыре года занимался хирургией. Бои гладиаторов в Римской империи были излюбленным зрелищем. Они проходили в огромных цирках. Иногда в таких боях сражалось до сотни гладиаторов. Многие бои кончались смертью или тяжёлыми ранами, поэтому Гален не оставался без работы, перевязывая раны, останавливая кровотечения, леча вывихи и переломы. Эта работа стала для Галена настоящей школой врачебного искусства. Позднее он писал: «Мне часто приходилось водить рукой хирургов, мало изощрённых в анатомии, и тем спасти их от публичного позора».

В 34 года Гален переехал в Рим, где получил должность придворного врача императора Марка Аврелия. Леча больных из римской знати, он не отказывал в помощи и неимущим. Слава гениального и искусного врача была так велика, что в Древнем Риме были выпущены в обращение монеты с изображением Клавдия Галена.

По настоянию своих друзей Гален открыл курс лекций по анатомии, которые читал в храме Мира. На эти лекции приходили не только врачи, но и любопытствующие горожане. Гален демонстрировал вскрытие собак, свиней, медведей, жвачных, а порой и обезьян, впервые применив живосечение (вивисекцию). Вскрытие человеческих трупов он не проводил. Не возражая против жестоких и кровавых боёв гладиаторов на потеху публике, современники Галена считали кощунством вскрытие человеческих тел в научных целях. Так что изучать анатомию человека Гален мог разве что на раненых гладиаторах и казнённых разбойниках.

Эти запреты были одной из причин многочисленных ошибок в работах Галена и его современников. Легко ли описать строение тела человека, не имея свободной возможности его изучать? Тем значительнее открытия, сделанные Галеном.

В одной из своих работ он описал около 300 мышц человека, многие из них — впервые. Гален доказал, что не сердце, а головной и спинной мозг являются «средоточием движения, чувствительности и душевной деятельности». После громадного числа опытов с животными по перерезке нервов Гален сделал вывод о том, что «без нерва нет ни одной части тела, ни одного движения, называемого произвольным, ни единого чувства».

Перерезая спинной мозг поперёк, он показал исчезновение чувствительности всех частей тела, лежащих ниже места разреза.

Артерии мёртвого тела пусты, поэтому долгое время считалось, что в живом организме по ним движется таинственная «пневма», а не кровь. Гален, не отвергая учения о пневме, доказал, что в артериях находится кровь. Правда, центром кровообращения он считал не сердце, а печень.

Рукописи Галена заняли почти 500 свитков (длинных полос пергамента, свёрнутых в трубку). Из 400 его работ до нас дошло лишь около сотни. Помимо взглядов самого Галена мы узнаём из них об именах и открытиях его современников, чьи труды затерялись во мраке веков или сгорели при пожарах в книгохранилищах.

Самые знаменитые сочинения Галена — «О назначении частей человеческого тела» и «Об анатомии». Истинным учителем анатома Гален считал не книги, а саму природу: «Кто хочет созерцать создания природы, не должен доверять сочинениям по анатомии, но должен полагаться на свои глаза, занимаясь анатомированием из любви к науке».

Клавдий Гален положил начало аптекарской науке — фармакологии. Ей он посвятил целых 11 книг. Он учил, как извлекать из растений активные вещества. «Галеновыми препаратами» до сих пор называют настойки и мази, приготовленные определёнными способами.

Гален прожил более 70 лет и скончался около 200 г. Его долгая жизнь, несмотря на слабое здоровье в юности, объяснялась привычкой к воздержанию и диете. Он писал: «Вставайте из-за стола слегка голодными, и вы будете всегда здоровы».

Гален сделал то, что до него не пытался сделать ни один учёный-врач. Он создал законченную систему медицинских знаний, охватившую все разделы медицины.

В течение полутора тысячелетий труды Галена были единственным источником знаний по анатомии. Жорж Кювье писал о Галене: «Он заслуживает восхищения как натуралист и врач. Это был ум ярко философский и обобщающий». И добавлял: «Гален гораздо выше Аристотеля как анатом, физиолог и врач. Он первый истинный анатом».