In seguito ad un intenso e produttivo tirocinio post-laurea ottenne (con una paga molto bassa) la posizione di assistente di Paolo Baroni, cognato di Rizzoli, il quale era professore all'Università e direttore dell'ospedale degli Abbandonati e Ricovero. Quando Baroni divenne primario e archiatra del Papa Gregorio XVI a Roma, Rizzoli fu nominato capo chirurgo dell'ospedale, dal 1838 al 1849 fu nominato professore sostituto di ostetricia quando gli fu conferita la cattedra di clinica chirurgica che conservò fino al 1865. Negli anni successivi visitò l'istituto chirurgico di Joseph Francois Malgaigne a Parigi. Al suo ritorno fece più volte pressioni per migliorare le condizioni igieniche e didattiche dell'ospedale così sorsero divergenze tra lui e il ministero e il professore fu collocato a riposo. Privato dell'insegnamento, Rizzoli dedicò la sua attività all'ospedale Maggiore, di cui era primario e alla clientela privata. Nel 1868 gli fu nuovamente affidata la cattedra di chirurgia e nel 1876 gli fu proposto di succedere a Luigi Porta come professore di chirurgia clinica e medica operatoria all'Università di Pavia. Durante l'epidemia di colera diresse il lazzaretto del Ricovero e supervisionò anche quello di San Lodovico. Per il suo operato durante l'epidemia ricevette il diploma di aggregazione alla nobiltà bolognese.