山西医科大学的前身是山西医学传习所，1919年创建于古城并州。1932年改为私立山西川至医学专科学校。1940年更名为山西大学医学专修科。1946年升格为国立山西大学医学院。1953年独立建校，更名为山西医学院。1996年更名为山西医科大学。目前学校已成为一所以医学为主，医工结合、医理结合、医文结合、医管结合，协调发展的医科大学，拥有以本科教育为主、本硕博多层次的完整人才培养体系，形成了“医理博精、德能高邃”校训、“献身、务实、团结、进取”校风和“求实精进、坚韧弘毅”的山医精神。
学校是全国第三批、山西省首批博士学位授权单位，全国首批硕士学位授权单位，全国首批学士学位授权单位，教育部首批“卓越医生教育培养计划”试点单位，国家中西部高校基础能力建设工程支持高校。学校是新中国最早建立核医学专业的高校之一，是全国卫生系“老六所”之一、全国 18所高水平公共卫生学院建设高校之一，是首批教育部批准建立法医学专业的高校之一，是全国首批恢复儿科学本科专业的8所医学院校之一。学校获赠2019年9月6日在天安门广场升起的国旗。“红石榴”工作室被中共中央、国务院授予“全国民族团结进步模范集体”。
学校现有国家重点学科——生理学，教育部重点实验室——细胞生理学实验室、煤炭环境致病与防治重点实验室，省部共建协同创新中心——分子影像精准诊疗协同创新中心，国家卫生健康委重点实验室——尘肺病重点实验室，国家级示范中心——临床技能实训中心、基础医学实验教学中心、临床教学培训示范中心，国家临床重点专科——重症医学、泌尿外科学、中医护理学、骨科学、肾病学、普通外科学、老年病学、急诊医学、风湿免疫学、护理学、病理学、眼科学、心血管内科、神经外科，呼吸内科。还有一级学科设有博士后科研流动站——临床医学、公共卫生与预防医学、特种医学、生物学，一级学科博士学位授权点——特种医学、临床医学、公共卫生与预防医学、基础医学、护理学、药学，博士专业学位授权点——临床医学、口腔医学，一级学科硕士学位授权点——特种医学、临床医学、公共卫生与预防医学、基础医学、口腔医学、护理学、药学、医学技术、马克思主义理论、心理学，硕士专业学位授权点——临床医学、口腔医学、公共卫生、护理、药学、应用心理、社会工作、图书情报。
学校现有国家一流本科专业建设点——临床医学、预防医学、法医学、药学、护理学、麻醉学、口腔医学、医学检验技术、儿科学、基础医学、临床药学、卫生检验与检疫。国家级特色专业建设点——临床医学（五年制）、临床医学（农村定向免费生）、护理专业为教育部首批国家“本科教学工程”地方高校本科专业综合改革试点专业。学校设有临床医学（五年制、“5+3”一体化）、预防医学、法医学、口腔医学、儿科学、医学影像学、麻醉学、护理学、精神医学、眼视光医学、药学等本科专业。
1919年8月，山西中医改进研究会创办山西医学传习所，所内教职员多为研究会理事、名誉理事等兼任。所址初在国民师范学校东院，后迁入新民中街（川至医专）新址。山西医学传习所学制为一年半，共招3期7个班。1922年2月，学制改为两年，共招3期6个班。至1926年12月，传习所共有毕业生640人。
1921年8月，医学传习所改名为“山西医学专门学校” （传习所各班继续办），学制四年，招生对象为有中等学校八学期程度者，共招生3班，毕业106人。
1928年8月，学校改名为“山西医学专科学校”，至1930年8月，招收4个专科班：2个中医班，2个西医班，4个班共毕业学生214人。
1932年1月，学校改名为“私立山西川至医学专科学校”，学制仍为4年，中西医兼授。
1934年6月，学校变为主授西医课程。
1940年，私立山西川至医学专科学校并入山西大学，更名为山西大学医学专修科。
1946年8月，学校改为国立山西大学医学院。
1949年8月，太原市军管会作出决定，在山西大学医学院与山西省立川至医学专科学校合并的基础上，将长治白求恩国际和平医学专科学校及省立高级助产职业学校同时合并到山西大学医学院。
1953年，全国进行院系调，高等教育部批准山西大学医学院独立建院，更名为山西医学院，归卫生部领导，省卫生厅代管。
1954年，学校改由省教育厅管理。
1990年8月，省政府同意将正在筹建的山西省汾阳高级护理学校改为山西医学院汾阳专科部，归山西医学院直接领导和管理。
1996年，国家教委和省政府批准将山西医学院更名为山西医科大学。随之山西医学院汾阳专科部改为山西医科大学汾阳学院。
2000年4月，省教委同意该校成立山西医科大学职业技术学院。同时，省教委批准设立了山西医科大学大同学院。该学院设在大同医学专科学校属山西医科大学的二级学院。
2002年，省政府批准山西医科大学与山西中日友好学院联合举办山西医科大学晋祠学院作为山西医科大学的二级学院。
2003年2月，省政府批准山西医科大学与运城卫生学校联合举办山西医科大学运城学院；8月，省政府批准山西医科大学与晋中市卫生学校联合举办山西医科大学晋中学院。
2018年3月，山西省编办批准临汾市人民医院、运城市中心医院、太原市中心医院、忻州市人民医院、吕梁市人民医院、晋中市第一人民医院、太原市精神病医院（山西省精神卫生中心）等7所三级甲等地市级医院或专科医院成为山西医科大学直属附属医院。
2020年2月21日，山西省编办批复太原市第四人民医院成为山西医科大学直属附属医院，名称为“山西医科大学附属肺科医院” ；10月19日，山西白求恩医院挂牌成为山西医科大学直属附属医院，名称为“山西医科大学第三医院”。
2023年5月，山西医科大学-清华大学医学院前沿医学协同创新中心成立。
2024年10月19日，由山西省红十字会和山西医科大学联合成立的“南丁格尔工作室”揭牌，该工作室为山西省首个。
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