Il triennio pisano fu importantissimo per forgiare Malpighi come uomo e come scienziato, ma nel 1659 fece ritorno a Bologna per intercedere per suo fratello Bartolomeo, condannato a morte per aver ucciso durante una rissa il primogenito degli Sbaraglia, Tommaso. Una volta scagionato il fratello, grazie anche all'aiuto del cardinale Farnese, Malpighi decise di rimanere a Bologna, dove ricoprì la cattedra di Medicina teorica e facendo le sue prime importanti osservazioni microscopiche.