De regreso a México, al empezar el año de 1933, Chávez fue propuesto por la mayoría de los profesores y alumnos en la terna de candidatos a la dirección de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional; el consejo universitario lo designó por aclamación. La escuela que heredó, localizada en la sede de la antigua Inquisición era: ``un edificio arcaico de tipo conventual, adaptación de aulas en locales estrechos y sombríos, remedo de gabinetes y de laboratorios, pobreza dondequiera, oscuridad, humedad... pisos que se hundían y techos que amenazaban caerse, laboratorios paupérrimos, falta de biblioteca y de oficinas; mucho que mejorar en la enseñanza misma; mucho que enderezar en la conducta del alumnado''.
Inició de inmediato un ambicioso programa de renovación que, además, coincidía con el centenario de la fundación del Establecimiento de Ciencias Médicas, precursor de la Facultad de Medicina, creado en 1833 por el vicepresidente doctor Valentín Gómez Farías. Como siempre, sus dotes de organizador ejemplar le permitieron planear, convencer a través de largas discusiones y conseguir recursos económicos del Estado, de empresas privadas, de profesionales de todo el país y de alumnos que cooperaron hasta alcanzar sumas que entonces se antojaban enormes.
Fue tan efectiva su labor que pocos meses más tarde ``se miran aulas y salones espaciosos, limpios, claros, con mobiliario decoroso; gabinetes y laboratorios bien adaptados y dotados, bibliotecas que incitan a pasar y estudiar; un auditorio severo y amplio, oficinas con excelente presentación y gusto fino''. Sus detractores, algunos de los primeros a los que haría frente con gallardía por el resto de su vida, denigraban esta labor material diciendo que era cuando mucho ¡obra de albañil!
Al tiempo que renovaba el cuerpo de la facultad, iniciaba vigorosamente la reforma pedagógica en consulta con los cuerpos colegiados. La reforma se basó en un plan de estudios moderno que ajustaba la enseñanza a los avances de la ciencia médica; establecía la enseñanza de graduados, con lo que la escuela justificaba su nombre de Facultad, e introducía por vez primera los métodos audiovisuales. ``Queremos, decía Chávez, que cada alumno sea rebelde a todo dogmatismo, pero respetuoso de toda superioridad en el talento o en el saber; ávido de adueñarse del futuro, que es suyo, pero sin el morbo fatal del arribismo, que no es sino afán insano de llegar pronto, de triunfar sin esfuerzo, de suplantar sin derecho''.
Su reforma del plan de estudios, los procedimientos para evaluar el aprovechamiento de los alumnos y las normas de orden y respeto chocaron con los intereses creados, la rutina y la apatía; a ello se sumó la falta de apoyo de parte del nuevo rector, ante graves hechos de provocación de algunos seudoestudiantes. Esta situación lo obligó a renunciar al cargo de director en marzo de 1934, no si antes elevar una enérgica y valiente protesta pública al rector Manuel Gómez Morín: ``Se le caería a usted de la mano, por inútil, el arma de la amenaza con que ha tratado de amedrentarnos, y que no temo, porque estoy siempre listo a responder de mis actos... nunca lograría usted que volviera a una institución donde por haber puesto corazón y cerebro, en rudo esfuerzo, para sacarla del marasmo, los de abajo me arrojaran lodo buscando que me fuera y donde hoy, que puedo irme en silencio, usted, desde arriba, me arroja el mismo lodo, azuzado también, como lo fueron los otros...''. Con el paso del tiempo, sin embargo, los dos personajes atenuaron sus diferencias y redujeron sus enconos.
No sería ésta, ciertamente, la última vez que su acción visionaria y modernizadora chocaría contra los muros del conformismo, la abulia y los intereses de los sectores más conservadores. De su breve pero fructífero paso por la Facultad de Medicina, además de la renovación material ``quedó iniciado el propósito de hacer que la Facultad saliera de su aislamiento provinciano y abriera sus puertas a las corrientes de la medicina contemporánea; quedó trunca la empresa de transformar el viejo plantel en una institución moderna. Pero el apasionado empeño no fue en vano: el gran salto al progreso estaba dado. Quedó el impulso a la enseñanza de las materias fundamentales; quedó iniciada la educación de graduados; quedó abierto el intercambio con los centros médicos del extranjero, quedaron, en suma, las bases para la transformación de la docencia y de la investigación''.
Por segunda ocasión, con la fuerza de la inteligencia, la visión y la voluntad, sin complejos ni concesiones y, más aún, sin necesidad de doblegarse ante los poderosos del dinero o del Estado, Chávez modernizó en pocos meses una institución pública de educación superior que tenía muchos años de permanecer estancada.