Entre agosto de 1955 a dezembro de 1957, trabalhou em Uberaba, MG, tendo iniciado a cirurgia torácica na Região, onde construiu seu primeiro modelo de coração-pulmão artificial. Foi Professor de Anatomia Topográfica da Faculdade de Medicina do Triângulo Mineiro.
1961/1979: Em 1961, deixou o Hospital das Clínicas, fixando-se exclusivamente no Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia, onde foi, sucessivamente: Chefe do Laboratório Experimental e de Pesquisa, Chefe de Seção de Cirurgia, Diretor Médico e Diretor Geral. Simultaneamente, organizou a Oficina de Bioengenharia, onde foram estudados, planejados e desenvolvidos vários instrumentos e aparelhos, alguns originais. Essa oficina resultou, desde 1982, no Centro Técnico de Pesquisas e Experimentos, a nível de Serviço Técnico.
1977/1979: Sócio fundador e primeiro Presidente da Sociedade de Cardiologia do Estado de São Paulo.
1979/1982: Secretário da Saúde do Estado de São Paulo, de março de 1979 a maio de 1982. Até março de 1983, foi Presidente da Comissão Especial para a Implantação do sistema de Atendimento Básico na Área Metropolitana de São Paulo.
1983: Com a aposentadoria do Prof. E. J. Zerbini, prestou concurso para sua vaga de Professor Titular de Cirurgia Torácica da Faculdade de Medicina da USP, ocupando-a até 4.6.99, bem como o cargo de Diretor do Instituto do Coração.
1984: Eleito "Honorary Member" da American Association for Thoracic Surgery.
1985/1987: Presidente da Sociedade Brasileira de Cardiologia.
Em maio de 1989: Eleito Membro Titular da Academia Nacional de Medicina.
Ministro de Estado da Saúde, por 8 meses no Governo Collor e por 22 meses no Governo Fernando Henrique.
É autor e co-autor de cerca de 700 trabalhos científicos publicados na literatura nacional e internacional.
É membro de 32 Sociedades científicas de várias regiões do mundo e recebeu 178 títulos e honrarias de mais de 10 países.
Entre suas várias contribuições originais na área da Bioengenharia, incluem-se os oxigenadores de bolhas e de membrana, a válvula de disco basculante, dos quais possui a patente. Estão sendo produzidos industrialmente sob licença e utilizados no País e no Exterior.
Tem importantes contribuições no campo da cirurgia de revascularização do miocárdio e da cirurgia de cardiopatias congênitas.
Descreveu a técnica de Correção da Transposição dos Grandes Vasos da Base, conhecida, hoje, como Operação de Jatene, que tem sido empregada com sucesso em vários Serviços de Cirurgia Cardíaca em todo o mundo.
As equipes de cirurgia que vem liderando, desde 1962, já realizaram mais de 80.000 operações.