江苏省立医政学院时期

1934年5月，江苏省政府委员会经过深入讨论，决定筹建江苏省立医政学院。开设卫生医疗、卫生教育和卫生行政相关培训课程。为此，政府在镇江北固山划拨了194亩土地，用于建设学院的校舍。仅仅三个月后，学院就开始正式招生，首批录取了176名新生，这标志着学院的正式运营。

江苏医学院时期

1938年夏天，日本侵华战争的影响迫使学院师生西迁。他们先是迁至湖南沅陵，然后在同年12月再次迁移至贵阳，借用贵阳达德学校的校舍进行教学活动。在这个时期，私立南通学院医科有意与江苏省立医政学院合并，以提升教育资源和实力。经过教育部的报请和最高国防会议的批准，两校在湖南沅陵合并改组为国立江苏医学院。1939年1月，学校应教育部要求拟迁址重庆。5月23日，在重庆北碚复课，师生以医学专长服务社会大众，加之学院房屋矗立在嘉陵江边，人们亲切称之为“苏医邨”。

1940年至1942年间，学院取得了显著的科研成果。学院先后成立了公共卫生事务所、公共卫生教研室、中国预防医学研究所和寄生虫学研究所。这些研究机构的成立，极大地提升了学院的科研实力和社会服务能力。同时，1942年8月，学院开始招收硕士研究生，这标志着学院在医学教育领域又迈上了一个新的台阶。1946年9月19日，学院从重庆北碚迁回镇江原址并进行了整修。12月，学院正式复课，继续为医学事业培养优秀的人才。

南京医学院时期

1957年12月，在江苏省高等教育局的批准下，学校正式更名为“南京医学院”。在此期间，魏善钊、林克相继担任院党委书记，颜受民出任院长。到了第二年，学校再次更名为“南京第一医学院”，并且增设了卫生系和儿科系，以满足更多元化的医学教育需求。1961年5月，第二医学院并入南京第一医学院。同年10月，学校恢复使用“南京医学院”的名称。

1970年5月，受当时社会环境的影响，江苏省革委会同意南京医学院与南京中医学院合并，成立了江苏新医学院。盛立、张克威先后担任党委书记。1972年，学校建立了党委组织，并对招生方案进行了重新调整。为了满足社会对医疗人才的需求，学校建立了医疗、中医、新药三个系，并将新医、新药专业的学制延长至3年。1974年，江苏省委作出决定，将省工人医院和省中医院重新划归医学院领导。

1978年3月3日，江苏新医学院撤销。江苏新医学院原南京医学院部分改建为（恢复）南京医学院，其主体后来发展成为南京医科大学；江苏新医学院原南京中医学院部分改建为（恢复）南京中医学院，其主体后来发展成为南京中医药大学。

1979年1月，南京医学院扬州分院改建为（恢复）扬州医学专科学校，其主体后来发展成为扬州大学医学院；南京医学院镇江分院（恢复）镇江医学专科学校，其主体后来发展成为江苏大学医学院。

1981年3月9日，南京市第四人民医院并入南京医学院，其主体后来发展成为南京医科大学第二附属医院。11月16日，经国务院批准，学校成为全国首批博士、硕士学位授予单位。

1985年1月5日，江苏省政府批准在南京医学院口腔门诊部的基础上建设附属口腔医院，由学校直接领导，为县处级单位，其主体后来发展成为南京医科大学附属口腔医院。7月12日，江苏省工人医院更名为江苏省人民医院。

南京医科大学时期

1993年12月3日，国家教委正式批准南京医学院更名为“南京医科大学”。1999年11月，江苏省教委授予学校学风建设优秀单位称号。

2003年9月，南京医科大学江宁校区正式启用。

2009年，南京医科大学试行临床医学专业学位研究生教育与江苏省住院医师规范化培训双向接轨。2011年2月，南京医科大学与连云港市政府签订合作办学协议，以“校府合作”形式共建康达学院。2012年11月9日，南京医科大学入选第一批卓越医生教育培养计划项目试点高校，承担“五年制临床医学人才培养模式改革试点”一项改革试点项目。

2015年9月21日，江苏省人民政府、原国家卫生计生委、教育部联合发文，决定共建南京医科大学，学校正式列入省部部共建高校。2018年3月5日，江北新区与南京医科大学举行校地合作签约仪式，将以南京市浦口医院为基础，共建南京医科大学第四附属医院。3月23日，整合该校第一附属医院、附属南京儿童医院、南京妇幼保健院及第二附属医院的优质儿科医疗教学资源，在儿科学系基础上成立南京医科大学儿科学院。10月30日，南京医科大学生物医学工程与信息学院成立。

2019年12月14日，南京医科大学与复旦大学上海医学院、上海交通大学医学院、上海中医药大学、苏州大学、南京中医药大学、浙江大学、温州医科大学、中国科学技术大学、安徽医科大学等联合倡议发起成立长三角医学教育联盟。2020年7月8日，无锡市人民政府、南京医科大学双方签署《无锡市人民政府—南京医科大学深化战略合作框架协议》，南京医科大学附属无锡人民医院揭牌，标志着无锡市人民医院正式纳入南京医科大学直属附属医院管理体系，成为南京医科大学在宁外第一家直属附属医院。8月31日，南京市疾病预防控制中心正式挂牌成为南京医科大学附属南京疾病预防控制中心。

2021年10月11日，入选江苏高水平大学建设高峰计划a类建设高校。11月29日，学校“基础医学拔尖学生培养基地”入选国家基础学科拔尖学生培养计划2·0基地。2022年2月9日，入选教育部公布的第二轮“双一流”建设高校及建设学科名单。2023年8月18日，学校与常州市签约共建南京医科大学常州校区。

2024年7月5日，南京医科大学第三附属医院揭牌仪式在常州市第二人民医院阳湖院区举行。

2025年4月3日，南京医科大学与江宁区人民政府签署深化合作共建协议。4月7日，贵州省卫生健康委与南京医科大学签署合作共建协议。