民国二十七年（1938年）7月，上海中医药博物馆建成，前身为中华医学会医史博物馆，原馆址位于上海市池浜路41号（今慈溪路7号）。

1951年，中华医学会迁往北京，医史博物馆改属中华医学会上海分会。

1955年，医史博物馆迁至北京东路356号国华大楼。

1959年1月，划归上海中医学院，改名为上海中医学院医史博物馆，地址在上海市零陵路530号校园内。

1966年7月，因“文化大革命”而被迫封馆。

1975年，医史博物馆建立新的陈列室、资料室和文物藏品仓库等，展出内容经重新设计后布展，陈列室展厅为240平方米，接待中外观众。

1980年4月，医史博物馆在调整、充实陈列内容后，重新开放。

1993年12月，医史博物馆随学校更名为上海中医药大学医史博物馆。

1998年5月，医史博物馆属学校和中华医学会双重领导，以学校为主。

2004年3月，医史博物馆、中药标本陈列馆、上海中医药大学校史陈列馆三馆合并筹建新的上海中医药博物馆。

2005年3月，上海中医药博物馆正式开馆。

2025年6月9日，上海中医药博物馆书画鉴赏与修复中心成立。