上海医学院前身是国立中央大学（1949年改为南京大学）医学院，成立于1927年，是中国创办的第一所国立大学医学院。

1927年，医学院在上海吴淞创立，颜福庆出任首任院长。

1928年2月，主校更名为国立江苏大学。同年5月，再更名为国立中央大学，医学院又先后更名为江苏大学医学院、中央大学医学院。

1932年，医学院独立为国立上海医学院，是中国唯一的国立医学院。

1936年，中山医院建成。

1937年，抗战爆发，学院内迁至云南昆明白龙潭；1940年辗转迁至四川重庆歌乐山。

1946年，抗战胜利，学院回迁上海。

1952年，学院更名为“上海第一医学院”。

1959年，学院被定为全国16所重点高等学府之一。

1956年，为支持国家“三线”建设，上海第一医学院部份院系及相应重点学科（地方病防治学、高山病学、传染学、神经学、儿科学及内科诊断学）西迁重庆，组建上海第一医学院重庆分校，其附属华山医院、中山医院和儿科医院也部份西迁至重庆，组建为上海第一医学院附属重庆第一医院和重庆市儿童医院，同年，上海第一医学院重庆分院脱离上海第一医学院管理，独立成立重庆医学院（重庆医科大学的前身），其在渝附属医院也划归重庆医学院。

1985年，上海第一医学院改名为上海医科大学。

1995年，通过211工程预审，为上海第一所获此资格的高校。

2000年，上海医科大学和复旦大学合并办学，组建为新的复旦大学。上海医科大学被拆分为若干直属于复旦大学的院系，“上医”名称一度被取消；2001年，撤销基础医学院和临床医学院的建制，合并组建新的医学院，经师生校友争取，命名为“上海医学院”。

2011年，各医学院系所重新整合，新的上海医学院成立。