Với mong muốn cống hiến, năm 2011, bác sĩ Đông được về công tác tại Trạm Y tế xã Lũng Cú, điểm cực Bắc thiêng liêng của Tổ quốc (nay là xã Lũng Cú, tỉnh Tuyên Quang).

Tại đây, anh không ngại đón nhận những thử thách, khó khăn trong nhiệm vụ chăm sóc sức khỏe bà con xã vùng cao biên giới, luôn xuất hiện ở những công tác chỉ đạo quan trọng đối với mọi mặt đời sống nhân dân, anh hiện là Trạm trưởng Trạm Y tế xã Lũng Cú. Ngoài công tác chuyên môn, bác sĩ Nguyễn Duy Đông còn tích cực tham gia các phong trào xóa bỏ hủ tục, tập quán lạc hậu cho bà con ở địa phương.

Với lòng nhiệt huyết, sự sáng tạo, gương mẫu đi đầu của người đảng viên, bác sĩ Nguyễn Duy Đông luôn nêu cao tinh thần trách nhiệm chỉ đạo tập thể Chi bộ vững mạnh, hoàn thành các nhiệm vụ của Đảng và nhà nước trong công tác chăm sóc bảo vệ sức khỏe nhân dân.