Починаючи з Ш курсу І В. Буяльський одночасно з анатомією активно вивчає у проф. І.Ф. Буша хірургічну патологію.
Старання у вивченні хірургії принесли успіх - Буяльського визнано вмілим і обізнаним асистентом.
У 1814 р. І.В Буяльський блискуче закінчує Петербурзьку медико-хірургічну академію із званням лікаря її відділення і його призначають прозектором кафедри анатомії. Разом з тим, він на жоден день не полишає роботу в клініці І.Ф.Буша, обіймаючи посаду ординатора (1815 р.).
Водночас займається лікувальною практикою. У 1816 р. конференції академії подав детальний опис 29 зроблених ним самостійних операцій і отримує звання "медика-хірурга". У 1817 р. І.В. Буяльського призначають ад'юнкт-професором анатомії і він чотири роки виконує покладені на нього обов'язки на цій посаді.
У цей час І.В. Буяльський проводить багато операцій, а також із неабияким завзяттям виготовляє анатомічні препарати. Варто наголосити, що в 1818 р. за виготовлення 100 оригінальних музейних анатомічних і патолого-анатомічних препаратів його було нагороджено орденом Св. Анни III ст., а згодом за виготовлення ще 120 нових препаратів він одержує грошову премію.
У 1823 р. І.В. Буяльський подав у конференцію академії трактат "Деякі обставини, які визначають патологію і терапію аневризм" і після успішного захисту здобув наукову ступінь доктора медицини.
Зроблена доповідь про 210 складних хірургічних операцій дали підставу конференції академії надати звання доктора хірургії. Тепер Ілля Васильович має звання "доктор медицини і хірургії".
І.В.Буяльський наполегливо працює над виготовленням анатомічних препаратів, проводить складні операції, надає консультації тяжко хворим, здійснює дослідження.
Його ім'я стало вельми популярним серед Петербурга як видатного хірурга і тонкого клініциста.
Добре володіючи методами бальзамування, застосовує .ї новий самим розроблений спосіб. При бальзамуванні у 1828 р. герцогині Віртемберзької тітки імператора Олександра І ненароком Ілля Васильович пошкодив собі вказівний палець лівої, рукищо зумовило захворювання на піємію, 8 місяців був прикутий до ліжка. Навіть одужавши, два роки погано володів рукою.
Довелося звернутися з проханням звільнити з роботи на кафедрі анатомії та з медико-хірургічної академії.