Jeszcze w czasie studiów berlińskich Bierkowski dał się poznać w środowisku naukowym, wydając w roku 1825 obszerny atlas anatomiczny – klarowne objaśnienia w języku niemieckim i łacińskim oraz kolorowe, litografowane tablice sprawiły, że publikacja zyskała wielkie powodzenie tak w Polsce, jak i za granicą. Na kolejny atlas anatomiczno-chirurgiczny (1827) młody student otrzymał już subwencję od króla pruskiego. Praca ta opóźniła co prawda studia, ale przydała Bierkowskiemu rozgłosu.
Stanowisko profesora Uniwersytetu Jagiellońskiego uzyskał dzięki wpływom profesora Rusta oraz kuratora Załuskiego. Nominacja ta, podjęta bez konsultacji z Wydziałem Lekarskim, nie zaskarbiła mu sympatii na uczelni, jednak rozwinięta wkrótce działalność naukowa szybko pozwoliła Bierkowskiemu wyrobić sobie autorytet wśród środowisk krakowskich.
Obierając w 1831 roku kierownictwo kliniki chirurgicznej, przyszło Bierkowskiemu urządzić ją niemal od podstaw. Wystarał się o nowe narzędzia operacyjne, założył archiwum historii chorób i bibliotekę, urządził ambulatoria przykliniczne. Nowatorską inicjatywą było utworzenie muzeum anatomiczno-patologicznego, a także – w 1837 roku – szkoły gimnastycznej, szkoły kąpania i ślizgania oraz zakładu ortopedycznego. W ten sposób stał się ojcem polskiej ortopedii. W swojej pracy naukowej zajmował się również okulistyką, położnictwem i wenerologią; w wenerologii zasłużył się szczególnie, co miało wielkie znaczenie wobec nasilenia się chorób wenerycznych w ówczesnym Krakowie. Doskonały pedagog, duży nacisk kładł na praktyczne nauczanie chirurgii. Uczniowie Bierkowskiego ćwiczyli na zwłokach, przyglądali się operacjom i wykonywali je pod kierunkiem. Wydawane przez Bierkowskiego w latach 1832-34 „Roczniki Kliniki Chirurgicznej” były pierwszym czasopismem lekarskim w Krakowie.
W dorobku naukowym Bierkowskiego przeważają prace o charakterze dydaktycznym. Jednak zarówno we Wstępie do anatomii ciała ludzkiego (1850) czy w Kilku słowach o ważności, potrzebie i użytku gimnastyki (1837) zawarte są oryginalne myśli i spostrzeżenia.
„Z bólem czy bez bólu?”
Już w cztery miesiące po tym, jak w Bostonie zaprezentowano znieczulenie eterowe, profesor Bierkowki wykonał pierwszy w Polsce zabieg z jego użyciem. Prostsze zabiegi wykonywał jednak często bez znieczulenia. Zazwyczaj pozostawiał pacjentowi decyzję i zapytywał, czy pragnie być operowany „z bólem czy też bez bólu”. Jeśli chory życzył sobie znieczulenia, Bierkowski stosował do uśpienia eter siarkowy lub chloroform. Jeśli uznawał, że znieczulenie nie jest koniecznie, wówczas uczniowie trzymali chorego za ręce i za nogi, a profesor wykrzykując „Tene, bene, halte fest!” przystępował natychmiast do operacji. Pacjent zazwyczaj był tak oszołomiony sytuacją, że zaczynał krzyczeć z bólu dopiero po 10 sekundach.