Thành tựu nổi tiếng nhất của Rudolf Virchow là lý thuyết của ông rằng các tế bào được tạo ra từ sự phân chia của các tế bào, được mô tả là "mọi tế bào đều bắt nguồn từ một tế bào hiện có khác giống như nó." Ông đã khám phá ra nhiều điều liên quan đến lý thuyết tế bào, bệnh lý học và y học xã hội. Anh ấy cũng là người đầu tiên nhận ra và mô tả bệnh bạch cầu.
Với quan sát của mình vào năm 1855 rằng chỉ một số tế bào hoặc nhóm tế bào bị bệnh chứ không phải toàn bộ sinh vật, Virchow đã đưa ra lĩnh vực bệnh học tế bào và nâng cao thực hành y học. Ông thường được gọi là Cha của Bệnh học.
Ông là người đầu tiên giải thích cơ chế của thuyên tắc huyết khối phổi, lần đầu tiên xác định được cả huyết khối và tắc mạch. Các khám phá khác bao gồm tìm kiếm các tế bào trong xương và mô liên kết, đồng thời mô tả các chất như myelin.
Ông đã tạo ra lĩnh vực bệnh lý học so sánh, ghi nhận mối liên hệ giữa bệnh tật của người và động vật. Ông đã đặt ra thuật ngữ "bệnh động vật" để chỉ các bệnh truyền nhiễm liên quan giữa sức khỏe động vật và con người.
Virchow là người ủng hộ y học xã hội và sức khỏe cộng đồng, giải thích cách sức khỏe xã hội và kinh tế có thể cải thiện sức khỏe thể chất và giảm sự xuất hiện của bệnh tật. Cuộc điều tra của ông về nguyên nhân bùng phát bệnh sốt phát ban đã dẫn đến một báo cáo gay gắt chống lại chính phủ Phổ.
