На протяжении 1950-х годов Амосов продолжал увлеченно заниматься проблемами грудной хирургии, в то время еще мало разработанными; результаты его операций были одними из лучших. Жена Лидия работала старшей операционной сестрой и окончила заочно пединститут, однако учительницей быть не хотела, тоже мечтала о хирургии.

Многие годы Н. М. Амосов жил в Киеве. И, наверное, редко встретишь в Украине человека, который бы не знал знаменитого врача. Десятки сотен операций, проведенных хирургом, спасли тысячи жизней.

Амосовы переехали в Киев в ноябре 1952 года. Николай Михайлович с неохотой уезжал из Брянска, но хотелось новой работы, научного и хирургического роста, которых в области не было, к тому же жена Лидия поступила в Киевский мединститут, в котором давно хотела учиться. Она вспоминала: «Всегда мечтала о медицинском вузе, но отец был против, говорил: „Не нужны мне твои покойники“, и заканчивала я пединститут».

В ноябре 1951 года в Киеве проводилась весьма значимая хирургическая конференция. Амосов сделал доклад в Киевском институте туберкулеза и грудной хирургии им. Ф. Г. Янковского, продемонстрировал результаты своих операций – рентгеновские снимки, гистологические срезы. Директор института туберкулеза Александр Самойлович Мамолат был потрясен увиденным и услышанным, он сразу же пригласил Амосова в Киев для руководства специально созданной клиникой торакальной (грудной) хирургии. Да, Киев встретил Николая Михайловича с распростертыми объятиями. По приказу министра здравоохранения л. И. Медведя в госпитале для инвалидов войны было создано торакальное отделение. Здесь с особой полнотой раскрылся разносторонний талант хирурга и исследователя, физиолога и инженера, стала особо плодотворной научная, организаторская, педагогическая и общественная деятельность. В Киеве работа Амосова была связана с двумя институтами – туберкулеза и пульмонологии и институтом усовершенствования врачей.

Позже оказалось, что переезд в Киев, по сути, спас Амосова от… суда. В Брянске на него завели уголовное дело (муж одной медсестры, следователь, решил сделать на нем карьеру): будто бы хирург экспериментировал на больных, удаляя здоровые органы. Препараты частей легких – те самые, которые произвели сенсацию в среде киевской научной общественности! – опечатали, истории болезни изъяли. «дело врачей», прекратившееся только после смерти Сталина, разгоралось не на шутку…

В марте 1953 года Амосов защитил докторскую диссертацию на тему «Пневмонэктомии и резекции легких при туберкулезе» не менее блестяще, чем кандидатскую. Его избрали на кафедру в Киевском мединституте. Новая клиника, опять сложные больные, выступления в обществе хирургов – пошла интенсивная работа. Амосов одним из первых проводит широкие операции на легких, что позволяет возвращать в строй десятки больных людей. Вместе с группой хирургов Москвы, Ленинграда, Тбилиси он разрабатывает и внедряет в широкую медицинскую практику оригинальные методы лечения заболеваний легких. Им были разработаны методика применения механического танталового шва с помощью аппарата УКЛ-60 (ушиватель корня легкого) при частичных резекциях легких, пораженных туберкулезом; методики одномоментных двусторонних резекций легких, повторных операций при рецидивах кавернозного туберкулеза.

В январе 1955 года Амосов сделал доклад по хирургии легких на съезде в Москве, он имел огромный успех. Ездил с докладами на конгрессы в Румынию и Чехословакию. Тогда же Николай Михайлович начал делать простые операции на сердце – его интересует не только легочная хирургия, он в это время очень увлекается кардиохирургией. «Весь 1955 год прошел под флагом сердечной хирургии», – подводил итог года Амосов.

Постепенно легочная хирургия сошла на нет, развивалась фармакология, внедрялось все больше эффективных химиопрепаратов, борющихся с туберкулезом, и остались операции на сердце. «Превыше всего были операции, которые никогда не откладывались, и, конечно, дочка. Ей принадлежали утренние и вечерние часы», – писал Николай Михайлович. В 1956 году в жизни Амосова произошло знаменательное событие: родилась дочь Катя. Беременность Лидии Васильевны проходила с осложнениями, поэтому пришлось делать кесарево сечение.

Николай Михайлович вспоминал, как он стоял у окошка клиники на бульваре Шевченко (там же потом на свет появилась и его внучка). И когда он впервые увидел дочку – лежит что-то красненькое, маленькое и шевелит губками, как облизывается, – то признался, что у него будто кран в душе открылся: «Твой навек!..» Как писал потом Амосов: «до того, за двадцать лет семейного стажа потребности в детях не ощущал. Лида настояла. Но как увидел это маленькое, красненькое, хлипкое существо, так и понял – кончилась свобода, уже не сбегу. Какие бы сирены не обольщали».

С тех пор в список занятий Амосова помимо хирургии надолго вошли проблемы воспитания детей. Он даже написал книгу «Здоровье и счастье ребенка», читал лекции педагогам: «Суть взглядов. Чтобы сделать умным, нужно рано, интенсивно и много учить. Привить мораль – через пример и, опять же, через книги. Даже через Христа. Родители все время под прицелом ребенка. Ни слова лишнего. Свое плохое храни от детей. Пока они сформируются, пусть не знают. Потом самим решать, как судить о родителях».

Дочку назвали Катей – в честь мамы Лидии, Екатерины Елисеевны. И любимая тетя по линии отца у Николая Михайловича тоже была Катя. «Закатило!» – шутили в семье. К тете Катерине Амосовы любили приезжать на отдых – в Старом Крыму у нее был домик. Тетя Катя была бессребреница, так же как и мать Николая Михайловича, и как он сам. А вдобавок – очень верующая, в отличие от других членов семьи – «безбожников». Правда, и Николай Михайлович в последние годы начал пересматривать свое отношение к Богу. Все жители поселка – татары, русские, болгары – уважали Катерину чрезвычайно; когда в местной церкви не было священника, службу правила Катерина Амосова. Недавно на домике в Старом Крыму установили мемориальную табличку – в память о том, что здесь любил бывать Николай Михайлович. Наверное, это дань уважения и его тете Катерине.

Дочь Катя радовала Николая Михайловича, она отлично училась с первого класса. Сказалась подготовка и наследственность. Амосов, вспомнив свое «стахановское прошлое», подзадорил ее, когда та заканчивала седьмой класс: «Махни за год три класса!» Она загорелась и «махнула». Училась дома по книгам, только сдавала зачеты и экзамены. В 15 лет окончила школу и поступила в мединститут. Позже быстро защитила кандидатскую и докторскую диссертации, ныне Екатерина Николаевна Амосова – доктор медицинских наук, член-корреспондент Украинской медицинской академии.

При переходе к кардиохирургии Амосову и его коллегам пришлось осваивать новую специальность – анестезиологию, которой в Союзе просто не было. Если раньше практически все операции, проводимые Амосовым, делались под местным наркозом (методика анестезии для полостных операций разрабатывалась многими ведущими русскими хирургами – Пироговым, Вишневским и другими), то теперь нужен был эндотрахеальный наркоз – из специального аппарата, через трубку в трахее, с искусственным дыханием. К счастью, со времен войны остался простой аппарат, полученный от американцев по ленд-лизу. Амосов самостоятельно освоил его, потом обучил ассистентов-анестезиологов, а сам занимался непосредственно хирургией. Так одним из основных направлений научно-практической деятельности Н. М. Амосова стало хирургическое лечение заболеваний сердца.

В 1955 году он впервые в Украине начал заниматься лечением пороков сердца. Осенью приступили к оперированию врожденных пороков у маленьких детей. Начинали с самых тяжелых, обреченных, у которых была диагностирована тетрада Фалло (при этом венозная кровь из правого желудочка попадает в аорту, поэтому больные синие – «синие мальчики»). Во время операции надо было пустить часть крови в легкие из аорты, в обход порока. Это была облегчающая, не радикальная операция, но даже такая давала дополнительные годы жизни. Конечно, это был успех, но проблемы оставались – не было еще знаний по реанимации и самой необходимой аппаратуры. Возникло огромное поле работы для деятельной натуры Николая Михайловича.