В березні 1773р. він вступив волонтером, тобто без казенної платні й утримання, в медичну школу Санкт-Петербурзького Адміралтейського шпиталю. У вересні 1776 р. він закінчив навчання і був залишений у шпиталі на посаді лікаря. І з 1777р. на стипендію княгині Є. Голіциної-Кантемир вступив на стажування у Страсбурзький університет, де у 1781 р. захистив докторську дисертацію.
Застосувавши власний оригінальний метод ін’єкцій сечових канальців, першим у світі дав найдокладніший на той час опис гістологічної будови нирок. На 60 років раніше від відомого англійського анатома В. Боумена (1816—1892) описав особливості гістологічної будови звивистих канальців та судинних клубочків нирки, а також оболонку, що оточує їx, яка у світовій медичній літератуpi дістала назву «капсули Шумлянського-Боумена».
Великої ваги надавав О. Шумлянський вивченню фізіології та патологічної фізіології, пропонуючи вивчати їх не лише на людині, але і на тваринах, називаючи першу ученням про «здорове життя людини», а другу — наукою «о поврежденном действии жизненных сил и орудий телесних, т.е. о болезненных припадках».
На противагу широко розповсюдженому у той час поділу лікувальної справи на терапію та хірургію, Олександр Шумлянський підкреслював у своїх працях єдність терапії та хірургії і потребу всім лікарям вивчати обидві дисципліни. Слід зауважити, що в Європі на цей час хірургією опікувались не лікарі, а цирульники.
Між тим грошей для життя не вистачало, і Олександр Михайлович знову сів за літературну працю. В 1787 році він видав у своєму перекладі книгу французького лікаря Тисо з гігієни розумової праці. Почекавши вісім місяців місця в Калінкінському училищі, він дізнався , що на кафедру акушерства був призначений інший лікар - Томас Гофман, який приїхав з Гамбурга.
Довідавшись про звільнення в Московській шпитальній школі кафедри патології і терапії, він вирішив відмовитися від давньої мрії про роботу в акушерстві, й намагався отримати цю кафедру. Державна медична колегія задовольнилайого прохання і він відносно спокійно працював шість років завідувачем кафедри в Московській шпитальній школі.