Admirada por su realismo, la obra destaca como documento de la historia de la medicina, tanto porque plasma el surgimiento de la cirugía como un método de curación, y ya no solo asociada a la amputación como hasta entonces, como testimonio de cómo era un quirófano contemporáneo.

La pintura se basa en una operación presenciada por Eakins, en la que el doctor Gross trató a un muchacho con osteomielitis del fémur, de manera conservadora y sin realizar amputación. Los cirujanos visten ropa de calle, con luz natural, justo antes de la adopción de la asepsia, por lo que La clínica Gross a menudo es emparejada con la posterior La clínica Agnew (1889) que ya muestra un quirófano más limpio e iluminado con los doctores ataviados con las clásicas batas blancas, para plasmar la gran evolución en apenas una década, al avanzarse hacia la prevención de infecciones. Otra diferencia notable es la presencia en la obra posterior también de una enfermera profesional.

Se supone que el paciente representado es un adolescente, aunque es poco discernible. La composición es impactante tanto por su extraña figura como por la seriedad del procedimiento. Agregando dramatismo, se observa una mujer solitaria sentada en un punto intermedio, probablemente la madre del anestesiado paciente, encogiéndose angustiada y tapándose los ojos. Su figura crispada contrasta con la conducta tranquila y profesional de los hombres que la rodean. Esta descripción de un tema médico realista y explícita resultó impactante la primera vez que se exhibió.

La clínica de Agnew, 1889

La clínica de Agnew muestra al Dr. Agnew realizando una mastectomía parcial en un anfiteatro médico. Él se encuentra en primer plano a la izquierda, sosteniendo un bisturí. También están presentes J. William White, aplicando una venda a la paciente; Joseph Leidy (sobrino del paleontólogo Joseph Leidy), tomando el pulso de la paciente; y Ellwood R. Kirby, administrando la anestesia. Detrás se encuentra la enfermera de Agnew, Mary Clymer, y, en el fondo, estudiantes de medicina de la Universidad de Pensilvania que los observan. Eakins también se colocó en la pintura: es la persona más a la derecha de la pareja detrás de la enfermera, aunque su retrato se atribuye a su mujer, Susan Macdowell Eakins. La pintura también muestra la transición significativa, en sólo 14 años, de la ropa de calle de los participantes representados en La clínica Gross (1875) a las batas blancas de 1889 y de la luz natural a la intensa luz artificial para iluminar la operación.

La pintura es la obra más grande de Eakins. Fue encargada por 750 dólares (equivalente a unos 20.000 dólares actuales) en 1889 por tres clases de alumnos de la Universidad de Pensilvania, en honor a Agnew con motivo de su jubilación. La pintura fue acabada rápidamente, en tres meses, mucho menos que el año entero que Eakins necesitó para La clínica Gross. Eakins inscribió una inscripción en latín en el marco de la pintura que dice: «D. Hayes Agnew M.D. El cirujano más experimentado, el escritor y profesor más claro, el hombre más venerado y estimado».