Nel 1826 collaborò con l’amico Tommaso Biancini (Prosettore e Ripetitore di Notomia Umana dell’Università di Pisa) al suo primo lavoro scientifico in ostetricia il cui scopo era dirimere la controversia ancora molto accesa tra gli scienziati in pieno ottocento circa la sussistenza o meno di uno scambio ematico utero-placentare. Si tratterà di un esperimento (il quarto degli almeno tredici che Biancini organizzerà anche con l’aiuto di altri) eseguito il 12 gennaio 1826 sul corpo di una giovane fiorentina deceduta post parto per una imponente emorragia. Biancini e Biagi trovarono un riscontro positivo alla teoria del “"commercio sanguigno"” (cosi si definiva allora la circolazione ematica) osservando chiari segnali del propagarsi del liquido di contrasto, iniettato dal Biagi, dall'utero alla placenta. Biancini darà conto di questi esperimenti in una lezione tenuta all'Accademia Medico-Fisica fiorentina nell'adunanza del 29 dicembre 1827 che verrà pubblicata qualche anno dopo dal medesimo editore in uno specifico trattato Nel 1829, un anno dopo la laurea in medicina chirurgia, il Prof Vincenzo Andreini, allievo di Lorenzo Nannoni, volle il Biagi, alunno prediletto, come suo aiuto nella cattedra di Clinica Chirurgica. E il Granduca Leopoldo II non solo ne ratificò immediatamente la nomina ma, un paio d’anni più tardi, lo chiamò a ricoprire il ruolo prestigioso di chirurgo di corte.