Dal 1885 Marchiafava diventò professore ordinario e l'anno successivo fu nominato professore per l'insegnamento dell'igiene sperimentale. Fondò un nuovo metodo di insegnamento appositamente per questa disciplina da lui definito come "osservazione anatomica": di ogni caso presentato egli accompagnava la descrizione dei reperti acquisiti con l'esposizione della storia clinica, così che sintomi e segni delle forme morbose studiate potessero essere messe in relazione con le anomalie fisiopatologiche conseguenti alle lesioni anatomiche. Nasceva così la scuola anatomopatologica romana.