حصل الدكتور القحطاني على درجة البكالوريوس في الطب والجراحة من كلية الطب بجامعة الملك خالد بأبها، المملكة العربية السعودية، وحصل على زمالة جراحة الكبد والبنكرياس والقنوات المرارية وزراعة الأعضاء المتعددة من جامعة ألبرتا ، ادمنتون كندا، وزمالة جراحة الأورام من جامعة ماكجيل في مونتريال كندا. حصل على شهادة الجمعية الكندية لجراحة الأورام وأيضاً شهادة الجمعية الأمريكية لزراعة الأعضاء.
حصل على درجة الماجستير في الإدارة الصحية من جامعة ألاباما في برمنغهام وكذلك الزمالة للكلية الامريكية للجراحين بالولايات المتحدة الأمريكية. كما حصل على شهادة زمالة الكلية الأمريكية للجراحين.

الدكتور القحطاني هو أحد مؤسسي برنامج زراعة الأعضاء بمستشفى الملك فهد التخصصي بالدمام، الذي تم تأسيسه في عام 2008م. كما أن لديه خبرة واسعة في زراعة الأعضاء (الكبد والكلى والبنكرياس والأمعاء) وكذلك جراحات الكبد والبنكرياس والقنوات المرارية، ويعالج العديد من الحالات المعقدة للكبد والبنكرياس والقنوات المرارية.

أجرى الدكتور القحطاني أكثر من 500 عملية زراعة كبد للبالغين والأطفال باستخدام متبرعين متوفين دماغياً وأحياء. بالإضافة إلى ذلك، أجرى أكثر من 200 عملية استئصال أورام البنكرياس (عملية ويبل) لعلاج سرطان البنكرياس.

قاد الدكتور القحطاني أكثر من 400 عملية جراحية للمتبرعين بالكبد الأحياء، وأكثر من 1500 حالة جراحية معقدة ونادرة للكبد والبنكرياس، بما في ذلك أكثر من 200 عملية إصلاح لإصابات معقدة للقنوات الصفراوية.

قاد الدكتور القحطاني وأجرى عمليات زراعة كبد للأطفال لمرضى بوزن أقل من 5 كيلوغرامات باستخدام الميكروسكوب الجراحي لتوصيل الشرايين بدقة عالية. في عام 2016، أسس الدكتور القحطاني برنامج زراعة الكلى في مدينة الملك عبد الله الطبية بمكة المكرمة وأجرى أول حالة في أبريل 2017.

يؤمن الدكتور القحطاني بأن المبادئ الأساسية لعمله تدور حول المريض وحقه في الحصول على الرعاية الصحية المثلى، ويسعى دائمًا لتقديم أفضل رعاية للمرضى.

اشتهر الدكتور محمد القحطاني في المملكة العربية السعودية وعلى مستوى الشرق الأوسط بإنجازاته البارزة في مجال زراعة الأعضاء، وقام بإجراء عمليات متقدمة للغاية بنسبة نجاح تضاهي العالمية، وقاد فريقه في إجراء عمليات زراعة كبد نادرة ومعقدة بنجاح، بما في ذلك أول عملية زراعة كبد من متبرع متوفي دماغياً لمريض يعاني من سرطان الكبد المنتشر من القولون وأول عملية زراعة كبد تتابعية (الدومينو) على مستوى المملكة العربية السعودية في عام 2016، حيث تشرف الفريق بتكريم صاحب السمو الملكي الأمير سعود بن نايف بن عبدالعزيز – حفظه الله – أمير المنطقة الشرقية، تبعتها العديد من حالات الدومينو التي نشرت أبحاثها في المجلات العلمية المحكمة.

أجرى الدكتور القحطاني والفريق الطبي عمليات زراعة كبد نادرة من متبرعين أحياء لمرضى يعانون من انسداد كامل في الوريد البابي بنسبة نجاح عالية.

في عام 2021، أجرى الدكتور القحطاني أول عملية زراعة كبد منقسمة من متبرع متوفى لمريضين يعانيان من قصور عضوي كبدي نهائي.

كما حقق الدكتور القحطاني نجاحاً في إجراءه أول عملية زراعة كبد تبادلية في تاريخ المملكة العربية السعودية، وأجرى هو وفريقه أكثر من 35 عملية زراعة كبد تبادلية مزدوجة، ولذلك يعد مركز رزاعة الأعضاء المتميز بمستشفى الملك فهد التخصصي بالدمام – أحد مكونات تجمع الشرقية الصحي – واحدا من أكبر مراكز زراعة الكبد التبادلية المزدوجة دوليًا منذ عام 2021، مما ساهم بشكل كبير في التغلب على نقص أعداد المتبرعين بالأعضاء.

في عام 2022، أجرى هو وفريقه أول عملية زراعة تتم بتبادل الأعضاء بين الكبد والكلى في تاريخ المركز السعودي لزراعة الأعضاء.

في نوفمبر 2023، نفذ الدكتور القحطاني وفريقه أول عملية زراعة كبد من متبرعَين اثنين، وكذلك أول عملية زراعة كبد مزدوجة هجينة باستخدام متبرعَي (دومينو وأحياء) لمريض واحد.

نشر الدكتور محمد القحطاني العديد من الأبحاث التي تركز على زراعة الكبد، وهو أحد المساهمين في كتابة “دليل زراعة الكبد” الذي نُشر مؤخرًا في المملكة العربية السعودية. امتدت مساهماته في رعاية المرضى إلى ما وراء حدود المملكة العربية السعودية، حيث تعاون مع مؤسسات زراعة الأعضاء في دول مجلس التعاون الخليجي، مثل مشاركته مع المستشفى السلطاني الملكي وذلك لتوطين برنامج زراعة الكبد في سلطنة عمان، كما قاد فريقه في تأسيس وإجراء أول عملية زراعة كبد من متبرع حي بمستشفى الملك حمد الجامعي بمملكة البحرين.