Повернення додому, робота дитячим лікарем, захист дисертації
Після повернення в Росію Філатов почав працювати в дитячій лікарні міста Москви, став запрошеним викладачем медичного факультету Московського університету.
Місцем трудової діяльності Нілу Федоровича Філатова стала дитяча лікарня на вул. Бронній. Вона мала три відділення: інфекційне, для немовлят та дітей з іншими хворобами. Незважаючи на те, що цей лікувальний заклад знаходився в старому, не пристосованому приміщенні, воно було дуже відомим і популярним, що пов’язано в першу чергу з Нілом Федоровичем, який зумів заробити і зміцнити свій авторитет. Він був розумним, добрим і талановитим дитячий лікарем. У цій лікарні Філатов пропрацював 5 років.
Разом з практичною діяльністю Ніл займався і науковими дослідженнями. Так, протягом року він написав і захистив докторську дисертацію (в кінці весни 1876 року), темою якої були проблеми бронхіту і катаральної пневмонії. Оцінивши переваги, знання, досвід молодого вченого, йому пропонують постійну роботу на кафедрі акушерства, жіночих і дитячих хвороб університету р. Москви на посаді приват-доцента.
