Cuộc đời của Nguyễn Văn Thạch sớm được định là một bác sỹ tài giỏi. Năm 1971, thi đỗ vào Trường Đại học Bách khoa nhưng ông Thạch xung phong lên đường nhập ngũ. Sau khi xuất ngũ, ông thi và đỗ Trường Đại học Y Thái Bình với số điểm cao. Liên tục là sinh viên giỏi, ông được cử lên học tại Đại học Y Hà Nội. Năm 1982, ông chính thức về làm ở Khoa Chấn thương chỉnh hình, Bệnh viện Việt Đức. Nơi đây ông đã cống hiến hết mình cho y học nước nhà.
Chính ông là một trong những người đặt nền móng trong lĩnh vực phẫu thuật cột sống. Hiện nay, lĩnh vực này của Bệnh viện Việt Đức đã phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng hàng loạt kỹ thuật hiện đại nhất thế giới vào điều trị các ca bệnh liên quan đến cột sống.
Cho đến thời điểm hiện nay, PGS.TS Nguyễn Văn Thạch đã từng là Chủ tịch Hội Chấn thương chỉnh hình Việt Nam, Phó Chủ tịch Hội Chấn thương chỉnh hình Đông Nam Á, nguyên Phó Giám đốc BV Việt Đức…
Sau thời gian tận lực trong nước. Năm 1988, ông cùng với nhiều bác sĩ khác được Nhà nước cử đi đào tạo tiến sỹ ở nước Cộng hòa Dân chủ Đức về lĩnh vực y tế. Tại đây, ông may mắn gặp được những chuyên gia hàng đầu nước Đức về lĩnh vực phẫu thuật cột sống và đã định hướng, giúp đỡ, truyền nghề cho ông. Quá trình học hỏi, tích cop không ngừng những kiến thức của nước bạn đã giúp ông có được những thành tựu như ngày hôm nay.
Cho đến năm 2004, PGS.TS Nguyễn Văn Thạch đã đưa phẫu thuật chấn thương cột sống vào mổ cấp cứu và ông là bác sĩ chính trong mọi kịp mổ. Năm 2007, Khoa phẫu thuật cột sống, BV Việt Đức chính thức được thành lập. Cũng trong năm đó, ông và các đồng nghiệp đã ứng dụng thành công công nghệ điều trị thoát vị đĩa đệm bằng sóng cao tần, kỹ thuật mổ nội soi thoát vị đĩa đệm, cột sống lưng, cột sống cổ và hầu hết các loại phẫu thuật bệnh lý cột sống. Những bệnh lý thông thường về cột sống đã tìm được phương pháp chữa trị kịp thời.
Chính ông là người đã triển khai là ứng dụng robot trong PTCS từ năm 2012. Đây là kỹ thuật phẫu thuật ít xâm lấn, hạn chế được tỉ lệ bắt vít không chính xác có thể gây ra các tổn thương thần kinh. Việt Nam là nước đầu tiên ở Đông Nam Á, nước thứ 2 ở châu Á ứng dụng robot trong phẫu thuật cột sống; phẫu thuật nội soi dẫn đầu ở châu Á về năm triển khai và số ca mổ, đưa Việt Nam trở thành một trong 60 trung tâm phẫu thuật cột sống trên thế giới. Thiết bị hiện đại, công nghệ và phương pháp đều tân tiến tuy nhiên chi phí cho những ca phẫu thuật này lại rẻ hơn nhiều so với phẫu thuật ở nước ngoài.
Điều đặc biệt là, mặc dù ứng dụng những công nghệ PTCS hiện đại trên thế giới vào điều trị cho bệnh nhân nhưng chi phí cho mỗi ca PTCS ở Việt Nam hiện đang thấp nhất thế giới giúp cho nhiều bệnh nhân ở Việt Nam có cơ hội chữa bệnh với chi phí hợp lý.
PGS.TS Nguyễn Văn Thạch vinh dự được Nhà nước trao tặng nhiều danh hiệu và phần thưởng cao quý như: Thầy thuốc Nhân dân, Huân chương Lao động hạng Nhì, Danh hiệu “Đột phá vì cộng đồng” trong chương trình “Vinh quang Việt Nam” “Trí thức tiêu biểu vì sự nghiệp phát triển Thủ đô và Trí thức quản lý tiêu biểu năm 2014”; “Nhà lãnh đạo có tâm, có tầm, có tài”; giải nhất “Nhân tài đất Việt”… các danh hiệu cũng như huân chương trên đã công nhận những đóng góp của ông trong y học. Luôn cống hiến cho những hành động cao đẹp và nhân đạo.