Los responsables del monasterio le pusieron bajo la tutela de diferentes autoridades médicas que estudiaron de cerca las heridas. De modo prácticamente unánime, reconocieron que éstas atravesaban completamente sus manos, despedían un aroma agradable y ningún tratamiento había sido útil para curarlas. No tenían explicación alguna para el suceso. Además, el hermano Francesco sufría terribles hipertermias, elevadas subidas de temperatura que hacían romperse los termómetros clínicos. Diferentes manifestaciones paranormales se producían en torno a su persona: bilocación, sanación, don de profecía y una extraña capacidad para leer el pensamiento ajeno. Uno de los informes médicos manifiesta el estupor de los doctores: "He examinado al padre Pío en cinco ocasiones a lo largo de quince meses y, aunque a veces he notado algunas modificaciones en las lesiones, no he conseguido clasificarlas en ningún orden clínico conocido... Creo que incluso se podría ver cualquier objeto o leer un texto colocado al otro lado de su mano".