W tym czasie studiował też przez trzy lata na Uniwersytecie Padewskim medycynę i botanikę. Studiował też chirurgię i anatomię w Paryżu. W maju 1580 odwiedził Tybingę. Po powrocie zaczął na Uniwersytecie w Bazylei przeprowadzać sekcje zwłok – pierwsza z nich miała miejsce 27 lutego 1581 i była to pierwsza sekcja na tym uniwersytecie po 10-letniej przerwie. W 1581 otrzymał tytuł doktora medycyny (wykład doktorski dotyczył bólów kolkowych), rok później posadę profesora języka greckiego, a w 1589 został profesorem anatomii i botaniki. Później czterokrotnie zostawał rektorem tego uniwersytetu (w latach 1592, 1598, 1611, 1619) oraz ośmiokrotnie dziekanem wydziału medycyny, a także naczelnym lekarzem Bazylei. W 1596 Fryderyk I Wirtemberski mianował go swoim pierwszym lekarzem.
Pomimo młodego wieku, już w latach 80. XVI w. Bauhin cieszył się sławą wybitnego lekarza i botanika i skupiał wokół siebie licznych uczniów i współpracowników. Należało do nich m.in. wielu Ślązaków, wśród których byli zmarły w 26 roku życia w amerykańskiej Wirginii Johannes Fleischer (młodszy) (1582–1608) z Wrocławia i urodzony w Niemodlinie późniejszy profesor medycyny w Strasburgu, Melchior Sebisch (1578–1674?). W 1584 r.