Новые способы лечения повреждений конечностей Илизаров стал разрабатывать в конце сороковых годов, первое авторское получил в 1957-м, но повсеместно они были приняты врачами в конце шестидесятых.
Его флагманское изобретение — знаменитый «аппарат Илизарова». Сам автор сравнивает его со скальпелем хирурга или топором плотника. Аппарат применим при лечении любых видов травм конечностей благодаря использованному, как в детском «конструкторе», набору типовых деталей.
Во время операции хирург-травматолог собирает аппарат прямо на больном, работая гаечным ключом, как слесарь-сборщик, Отсюда возникли немалые трудности: надо было преодолеть психологический барьер у врачей, приучая их работать с металлом и развивая у них пространственное воображение, которое, как считает Илизаров, необходимо травматологу не меньше, чем инженеру. Традиционная травматология не знает способов, по существу, неограниченного удлинения конечностей (хоть на 50 сантиметров), замещения дефектов парных костей, когда утолщением одной кости замещают дефект другой, исправления косолапия, кривоножия (болезнь Эрлахера-Блаунта), устранения так называемых ложных суставов, образовавшихся в результате несращения сломанных костей, моделирования стопы или кисти при полном их отсутствии и создания «живого» протеза, «косметических» операций по выпрямлению или удлинению некрасивых ног и много другого, что для илизаровского института уже вчерашний день. Институт создан недавно, идет процесс становления. Отдел разработки, испытания и внедрения новых методов и инструментов чрескостного остеосинтеза изготавливает и испытывает все новинки, рождающиеся в институте. В его состав входит и патентная служба, которая защищает приоритет разработок. 12—15 заявок в год на 200 человек Не так много. Зато высок процент выдачи—60—70%. И значителен экономический эффект разработок. Организация ВОИР института насчитывает более 100 человек. Регулярно проводятся тематические конкурсы на лучшее изобретение и рационализаторское предложение, каждый год по балльной системе определяют лучшего изобретателя и рационализатора. Подразделением института является и опытный завод. Он поставляет аппараты самых последних моделей не только институту, но и многим другим лечебным учреждениям.