咸丰七年（1857年），黄宽谢绝欧美医学机构的盛情邀请，以中国首位医学博士身份毫不犹豫地踏上了回国之路。“西方之学术，灌输于中国，使中国日趋于文明富强之境。”为此，黄宽付出了毕生心血。

▲黄氏大宗祠。郑达摄

一开始，黄宽遵资助人的意愿，接受伦敦传道会的委任，开始在国内传教，但受到伦敦传道会本杰明•霍布森等英籍传教士的排挤，黄宽辞去了传教士的职位，出掌香港民用医院管理工作。次年，黄宽迁回广州，从此，他将毕生的时间致力于医疗和医学教育的事业。

黄宽在广州开设了首家由中国人主持的西医诊所。很快，黄宽以学识渊博、医术精湛、医德高尚而闻名遐迩，西医因此在省垣内大行其道。咸丰九年（1859年），黄宽的诊所已经拥有床位80张，4名华人西医学生；咸丰十二年（1862年），黄宽任广州海关医士。其间，黄宽还曾受命任李鸿章的医疗顾问，但是仅半年后，黄宽就辞职，上海道台丁日昌极力劝他复职，但黄宽终未同意。他回到广州，重操医疗和医学教育的事业。

咸丰九年（1859年），美国医生嘉约翰在广州创设博济医院（前身为新豆栏医局），这是在华历史最久远、影响最大的教会医院之一。嘉约翰长期在此担任院长，他对黄宽甚为尊重和敬佩，医院开张后，黄宽常来协助他工作，包括疑难杂症的会诊、大手术的施行等。其间，黄宽彻底打响名号，旅居广东的洋人无不称赞黄宽医术高超，更甚于欧美医生，纷纷上门求治。

同治三年（1864年），医院开始招收西医学生，黄宽参与培养华人医生的教学工作；同治五年（1866年），医院正式附设南华医学堂，由黄宽和嘉约翰执教，这是中国最早系统培养西医的教会学校。次年，黄宽代理博济医院院长。

光绪二年（1876年），学校扩张，添置了实验室设备，建立了标本室；光绪五年（1879年），首招三名女生入学。她们在三年的理论课学习后开始了临床实习，中国首批西医人才由此诞生，同时还形成了全新的医疗体系，在当时的国内广为传播。

光绪四年九月十五日（1878年10月10日），终生未娶的黄宽因患项疽病逝世，终年50岁。中西人士无不惋惜。