Cái tên Đỗ Đình Thuận có lẽ quá quen thuộc với nhiều thầy - cô và nhiều thế hệ học sinh ở Hoài Ân từ hơn 15 năm trước, khi anh còn là học sinh của trường  PTTH Hoài Ân. Hồi ấy, Đỗ Đình Thuận là một học sinh xuất sắc có tiếng ở Hoài Ân. Qua các kỳ  thi học sinh giỏi cấp huyện, tỉnh, tên anh được nhiều người biết đến. Gương hiếu học của anh là niềm tự hào của xã Ân Thạnh, của Trường PTTH Hoài Ân.

Năm 1985, sau khi tốt nghiệp trường PTTH Hoài Ân, Đỗ Đình Thuận thi vào trường Đại học y học Huế. Năm 1992, tốt nghiệp với tấm bằng loại giỏi, anh nộp đơn thi cao học tại trường Đại học y Hà Nội. Trong đợt thi vào đầu năm 1993, anh được 14 điểm. Điểm tuyển là 14,5 điểm. Không nản chí, anh trở vào Sài Gòn vừa làm gia sư kiếm sống, vừa ôn luyện để thi tiếp. Tháng 10 năm 1993, anh Thuận ra Hà Nội nộp đơn thi cao học lần thứ 2 thì anh nhận được giấy báo của trường là anh đã trúng tuyển trong lần thi trước. Lý do là trong đợt thi ấy có hiện tượng gian lận tiêu cực của một số thí sinh dự thi và đã bị Thanh tra của Bộ điều tra, loại ra. Thời gian học cao học tại Hà Nội, anh thực tập tại Bệnh viện Việt Đức và Bệnh viện 108 quân đội, được Giáo sư Tiến sĩ Nguyễn Huy Phan hướng dẫn dìu dắt trong khoa phẫu thuật tạo hình. Ước mơ được sang Pháp để học hỏi thêm về chuyên ngành đang nghiên cứu nung nấu trong lòng, Thuận đã quyết tâm lao vào học tiếng Pháp. Năm 1996, Chính phủ Pháp mở đợt tuyển người sang Pháp học, anh Thuận dự thi và là một trong 2 người có số điểm cao nhất được cử đi học. Khi danh sách thông báo người đi học được niêm yết thì anh gặp phải một trở ngại là có đơn thư khiếu kiện, vì lý do anh chưa có bằng thạc sĩ, cũng chưa phải là công chức Việt Nam sao được đi học ở nước ngoài! Để đấu tranh cho quyền lợi chính đáng của mình, anh Thuận trực tiếp đến gặp Đại sứ quán Pháp nhờ can thiệp, song chẳng có kết quả gì. Cảm mến tài năng và gương hiếu học của anh, Giáo sư Tôn Thất Bách - Hiệu trưởng Trường Đại học y Hà Nội, Phó Giám đốc Bệnh viện Việt Đức - đã đứng ra bảo lãnh cho anh được đi học ở Pháp. Tháng 10 năm 1996, anh Thuận được Chính phủ Pháp cấp học bổng đi học tại trường đại học Strasbourg của Pháp. Thời gian đầu mới sang Pháp, anh gặp rất nhiều khó khăn trong giao tiếp và công việc. Nhưng anh Thuận quyết tâm chứng minh người Việt Nam không thua kém bất kỳ một dân tộc nào - bằng cách say sưa học hỏi. Và rồi anh giành được quyền trực bệnh viện; tạo được uy tín và sự tôn trọng của các bác sĩ người Pháp. Một năm sau anh Thuận trở về Việt Nam tiếp tục làm luận án thạc sĩ, đề tài "Lâm sàng và điều trị phẫu thuật các u sắc tố lành tính vùng hàm mặt". Một khó khăn khác lại đến với anh: Giáo sư Tiến sĩ Nguyễn Huy Phan - người tận tâm hướng dẫn, dìu dắt anh làm luận án đã qua đời vì bệnh hiểm nghèo. Thế là đề tài của anh lại chuyển sang PTS Đỗ Duy Tính và PGS.PTS Nguyễn Khắc Hùng hướng dẫn tiếp. Giữa năm 1998 anh bảo vệ luận án thạc sĩ đạt loại ưu (9,5/10 điểm) và được giữ lại giảng dạy tại Trường Đại học y Hà Nội.

Tháng 10-2001 anh Đỗ Đình Thuận được Chính phủ Pháp tài trợ sang Paris học chuyên sâu về phẫu thuật tạo hình phục hồi gương mặt và cơ thể trẻ em bị dị tật bẩm sinh do gen di truyền, do chất độc màu da cam, tại Viện Trousseau - Paris.