Cea mai cunoscută realizare a lui Rudolf Virchow este teoria sa că celulele sunt create din diviziunea celulelor, descrisă ca "fiecare celulă provine dintr-o altă celulă existentă ca ea". El a descoperit multe lucruri legate de teoria celulară, patologia și medicina socială. El a fost și primul care a recunoscut și a descris leucemia.
După ce a observat în 1855 că numai anumite celule sau grupuri de celule s-au îmbolnăvit mai degrabă decât întregul organism, Virchow a lansat domeniul patologiei celulare și a avansat practica medicinei. El este deseori numit Tatăl Patologiei.
A fost prima persoană care a explicat mecanismul tromboembolismului pulmonar, identificând pentru prima dată tromboza și embolismul. Alte descoperiri includ găsirea celulelor în țesutul osoasă și conjunctiv și descrierea substanțelor cum ar fi mielina.
A creat domeniul patologiei comparative, notând legătura dintre bolile oamenilor și animalelor. El a inventat termenul "zoonoză" pentru a indica legăturile bolilor infecțioase dintre sănătatea animală și cea umană.
Virchow a fost un avocat pentru medicina socială și sănătatea publică, explicând modul în care sănătatea socială și economică ar putea îmbunătăți sănătatea fizică și ar putea reduce apariția bolii. Investigarea sa de cauza unui focar de tifos a condus la un raport stricat împotriva guvernului prusac.
