บรัดเลย์เป็นผู้นำแพทย์แผนปัจจุบัน (แบบตะวันตก) เข้ามาหลายประการ ทั้งการผ่าตัดและการป้องกันโรค หมอบรัดเลย์เปิดสถานพยาบาลรักษาผู้ป่วยในบางกอกเป็นครั้งแรกเมื่อวันที่ 4 สิงหาคม พ.ศ. 2374[6] ในการรักษาโรคในระยะแรก ๆ เขาจะตรวจผู้ป่วยได้เป็นจำนวนมากเกือบ 70-100 คน ในเวลา 3-4 ชั่วโมง ส่วนมากในช่วงเช้ามีคนช่วยจัดยาและแจกใบปลิวข้อความในพระคัมภีร์ด้วย

ในปีแรกเจ้าฟ้าน้อย (พระบาทสมเด็จพระปิ่นเกล้าเจ้าอยู่หัว) ได้เสด็จมาเยี่ยม เล่าให้ฟังเรื่องประเพณีการอยู่ไฟของมารดาหลังคลอด หมอบรัดเลย์ได้เสนออยากจะสอนให้คนไทยบางคนรู้จักภาษาอังกฤษแลสอนวิชาแพทย์ที่มี โดยในช่วงที่มีการปลูกฝี มีหมอหลวงมาศึกษากับหมอบรัดเลย์ และยังเขียนหนังสือเพื่อสอนหมอชาวสยาม เขียนบทความอธิบายวิธีการปลูกฝี ในภายหลังรัชกาลที่ 3 ได้พระราชทานรางวัลให้ 250 บาท (เท่ากับ 145 ดอลลาร์อเมริกันในสมัยนั้น) ตำราแพทย์แผนปัจจุบันเล่มแรกนี้ชื่อว่า ครรภ์ทรักษา[7] มีความหนา 200 หน้า มีภาพประกอบฝีมือคนไทยประมาณ 50 ภาพ มีเนื้อหาเกี่ยวกับอาการของโรคในการคลอดและวิธีการแก้ไขรักษา กับพยายามสอนให้คนไทยเลิกธรรมเนียมการอยู่ไฟ ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้มารดาหลังคลอดเสียชีวิต

สิ่งที่สร้างชื่อเสียงให้บรัดเลย์ คือการผ่าตัด มีการผ่าตัดก้อนเนื้อที่หน้าผากของผู้ป่วยรายหนึ่งเมื่อวันที่ 24 สิงหาคม ค.ศ. 1835 โดยไม่มียาสลบ และอีกหนึ่งการผ่าตัดที่ได้รับการจารึกไว้คือเมื่อวันที่ 13 มกราคม ค.ศ. 1837 เกิดเหตุระเบิดของปืนใหญ่ที่งานวัดบริเวณวัดประยุรวงศาวาส มีคนตาย 8 คน และบาดเจ็บจำนวนมาก เขาได้ตัดแขนของชายหนุ่มคนหนึ่งถึงเหลือหัวไหล่ ในภายหลังวันที่ 7 กันยายน ค.ศ. 1840 หมอบรัดเลย์ได้บันทึกไว้ว่า ได้ตัดแขนเด็กที่ได้รับอุบัติเหตุบนเรือฝรั่งเศส นอกจากนี้ยังมีการบันทึกว่า วันที่ 2 พฤศจิกายน ค.ศ. 1837 เขาได้ใช้เวลาทั้งวันในการแก้ไขกรามบนของชายที่กรามหักในงานวันเมื่อ 6 วันก่อน[2]

ในบันทึกของบรัดเลย์ ยังบันทึกการผ่าตัดรักษาต้อกระจกหลายครั้ง รวมถึงการผ่าตัดต้อเนื้อ เช่น เมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน ค.ศ. 1836 มีพระภิกษุรุปหนึ่งจากสุโขทัยเดินทางมา 15 วัน พาพี่ชายที่ตาบอดเพราะการอักเสบมาตรวจ แต่ช้าเกินกว่าจะรักษา หลังจากนั้น 4 ธันวาคม ค.ศ. 1836 พระภิกษุรูปเดิมพาพระจากสุโขทัย 5 รูป มาตรวจตา มีรูปหนึ่งอายุ 80 ปี เป็นต้อเนื้อ ก็ได้รับการผ่าตัดลอกต้อออกได้ ยังมีการผ่าตัดต้อกระจกขุนนางชั้นสูง เช่น เมื่อวันที่ 18 มีนาคม ค.ศ. 1844 เขาได้ผ่าตัดต้อกระจกเจ้าพระยาพลเทพ อายุ 73 ปี ซึ่งอีก 2 เดือนต่อมาได้ให้ใส่แว่นก็เห็นได้ชัดเจนดี[2]