La Escuela de Medicina, creada en 1801, no había atraído la atención de muchos alumnos, por lo que, a sugerencia del doctor Cosme Argerich se la reemplazó por el Instituto Médico-Militar, con la finalidad primordial de formar cirujanos para los ejércitos patrios. Este instituto, bajo la dirección de Argerich, inició sus actividades en 1814 y contó entre los alumnos inscriptos a Francisco Javier Muñiz, que se graduaría como médico en 1822, cuando el instituto mencionado ya había pasado a formar parte de la Universidad de Buenos Aires (creada en 1821), donde se doctorará recién en 1844.
En enero de 1825 fue designado cirujano militar en el cantón de la Guardia de Chascomús. Allí, organizó el primer hospital de campaña y confeccionó el reglamento para el cuerpo de cirugía. Durante las campañas militares contra los indígenas a las que asistió, Muñiz, un hombre con inquietudes múltiples, realizó estudios sobre los usos, las costumbres y las creencias de los aborígenes.
Sus primeros trabajos científicos en el campo de la medicina se refirieron a la vacuna antivariólica (contra la viruela). Desde 1828, como Administrador de Vacuna en el Departamento Provincial del Centro (Rivadavia había dividido la campaña bonaerense en tres departamentos denominados Norte, Centro y Sur), procuró aplicar la vacuna preventiva, que en ese entonces se transmitía de brazo en brazo, a gran número de los pobladores de su vasta jurisdicción político-sanitaria. El valor de esta tarea se observa claramente si se tiene en cuenta que la viruela, introducida en América por los conquistadores, se manifestaba en epidemias devastadoras, cuyas víctimas llegaron a contarse por millones. Además ensayó -en su momento se creyó que con éxito, pero hoy se sabe que no fue así- el tratamiento de afecciones cutáneas mediante la inoculación múltiple de la vacuna antivariólica, lo que le valió el reconocimiento de la Real Sociedad Jenneriana de Londres.
En 1828, cuando se estableció en la Villa de Luján, Muñiz era ya un experto naturalista que había estudiado la obra cumbre del fundador de la paleontología -el gran naturalista francés Georges Léopold Cuvier- Investigaciones sobre las osamentas fósiles. En estas condiciones se dispuso a proseguir sus investigaciones paleontológicas, iniciadas años atrás en Chascomús, en el tiempo libre que le dejaba el quehacer médico. La elección de Muñiz de la Villa de Luján no fue casual; tiempo atrás, en 1787, el padre dominico Manuel de Torres había descubierto la existencia de yacimientos fosilíferos en las barrancas del río Luján. Entonces comenzó Muñiz, sin recursos ni apoyo, a exhumar restos de especies animales extinguidas. Unas ya conocidas y otras descubiertas por primera vez, las reconstruyó y estudió con dedicación y paciencia. Entre sus hallazgos figuran toxodontes, mastodontes, megaterios, gliptodontes, lestodontes, osos y caballos fósiles.
Otras de las ocupaciones de Muñiz en Luján fue la de ejercer como Médico de Policía. Este cargo fue creado por Rivadavia -quien estaba interesado en incrementar la población del país- en 1822 para mejorar la salud pública. Quienes asumían esta función debían, entre otras tareas, vigilar las condiciones sanitarias tanto de las personas como de los animales -ya que entonces no existían veterinarios-, controlar el ejercicio de la medicina y combatir el curanderismo. Una circunstancia crucial en la que Muñiz tuvo que demostrar su aptitud se produjo en 1836/37 cuando llegó a la campaña bonaerense una epidemia de escarlatina que se venía expandiendo desde Perú hacia el sur. El fruto de la gran experiencia clínica que Muñiz recogió en aquellas circunstancias se vio luego reflejado en Descripción y curación de la fiebre escarlatina, que publica ¨La Gaceta Mercantil¨ en 1844 y se edita luego en un folleto de ochenta páginas. También produjo trabajos sobre vacunas (La vacuna indígena), sobre cirugía y medicina legal, y sobre Paleontología argentina, que fueron compilados por Sarmiento en 1885 en el libro Vida y escritos del Coronel Dr. Francisco J. Muñiz. Será éste quien defina a Muñiz en su función de intelectual: ¨Muñiz tenía todas las intuiciones de las ideas que empiezan a agitar al mundo moderno¨.
En la actualidad el hospital de infecciones lleva su nombre.