1935年，國立中央大學醫學院成立。

1937年，中日戰爭全面爆發，中央大學醫學院內遷到四川成都華西壩辦學。

1946年，抗日戰爭勝利后，中央大學醫學院遷回南京。

1949年，中央大學醫學院改名南京大學醫學院。

1952年，南京大學醫學院先后改名華東軍區醫學院、第三軍醫學院、第五軍醫大學。

1954年，撤銷第五軍醫大學建制，部分參與合并解放軍第六軍醫學校（后為南京鐵道醫學 院，又并入東南大學），大部分并入第四軍醫大學。

1941年，國民革命軍第八路軍晉西北軍區衛生學校成立。

1942年，學校更名八路軍晉綏軍區衛生學校。

1946年，晉綏軍區衛生學校又更名西北人民醫藥專門學校。

1948年11月，學校進駐西安，西北人民醫藥專門學校升格為西北軍區人民醫學院。

1951年，西北軍區人民醫學院更名中國人民解放軍第一軍醫學院。

1952年10月，奉中央軍委命令，第一軍醫學院升格中國人民解放軍第四軍醫大學。

1954年，原第五軍醫大學由南京遷至西安，與原第四軍醫大學合并成立新的第四軍醫大學。

1959年，學校被確定為全國首批重點大學。

1981年11月，經國務院批準，學校成為全國首批博士和碩士學位授予單位。

1995年，進入軍隊重點建設院校行列。

1997年，成為國家首批“211工程”重點建設院校。

2017年，因中國軍隊改革，空軍航空醫學研究所并入后轉隸空軍并更名為中國人民解放軍空軍軍醫大學。

2017年9月，入選國家首批“雙一流”世界一流學科建設高校名單。