ปี พ.ศ. 2529 มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ มีนโยบายขยายการจัดการเรียนการสอนด้านวิทยาศาสตร์ จาก ท่าพระจันทร์ มาศูนย์รังสิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งคณะที่จัดการเรียนการสอนด้านวิทยาศาสตร์ทั้งวิทยาศาสตร์พื้นฐานและวิทยาศาสตร์ประยุกต์

มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ตระหนักถึงความสำคัญในการแก้ปัญหาสาธารณสุขซึ่งเป็นหนึ่งในปัญหาหลักของประเทศไทยจึงจัดตั้งคณะในกลุ่มวิทยาศาสตร์สุขภาพขึ้น โดยเริ่มจากตั้งคณะแพทยศาสตร์ขึ้นในปี พ.ศ. 2533 ต่อมา ในแผนพัฒนาการศึกษาระดับอุดมศึกษา ฉบับที่ 7 (พ.ศ. 2535-2539) มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ได้รับอนุมัติให้จัดตั้งคณะใหม่เพิ่มอีก 3 คณะ ได้แก่ คณะทันตแพทยศาสตร์ คณะพยาบาลศาสตร์ และ คณะเทคนิคการแพทย์

มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ได้มีคำสั่งที่ 30/2537 ลงวันที่ 11 มกราคม พ.ศ. 2537 ให้แต่งตั้งคณะกรรมการโครงการจัดตั้งคณะเทคนิคการแพทย์ เพื่อจัดทำหลักสูตรตลอดจนวางแผนเรื่องอัตรากำลังให้แล้วเสร็จภายในระยะเวลา 6 เดือน ต่อมา คณะกรรมการดังกล่าวได้ประชุมและมีมติให้เปลี่ยนชื่อคณะจากเดิม “ คณะเทคนิคการแพทย์ ” เป็น “ คณะสหเวชศาสตร์ ” เนื่องจากพิจารณาเห็นว่า คณะสหเวชศาสตร์ต้องรองรับการจัดการเรียนการสอนสาขาวิชาต่างๆ ที่จะเปิดในอนาคตนอกเหนือจากสาขาเทคนิคการแพทย์ด้วย เช่น สาขากายภาพบำบัด เป็นต้น จึงเสนอขอเปลี่ยนชื่อด้วยเหตุผลดังกล่าว ต่อมา มีพระราชกฤษฎีกาให้ก่อตั้งคณะสหเวชศาสตร์ขึ้นเมื่อวันที่ 21 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2539 โดยมหาวิทยาลัยแต่งตั้งให้ ศาสตราจารย์ ดร. วิฑูรย์ ไวยนันท์ รักษาการในตำแหน่งคณบดีและเป็นคณบดีคณะสหเวชศาสตร์คนแรก ซึ่งดำรงตำแหน่ง 2 วาระต่อเนื่องกัน ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2539 และกลับมาดำรงตำแหน่งคณบดีอีกครั้งเมื่อวันที่ 26 มกราคม พ.ศ. 2550

ระยะแรกคณะสหเวชศาสตร์ไม่มีสถานที่ทำการถาวร จึงต้องอาศัยพื้นที่หน่วยงานอื่นเป็นสถานที่ทำการชั่วคราว เริ่มต้นจากขอใช้พื้นที่อาคารคุณากรของคณะแพทยศาสตร์ หลังจากนั้น จึงย้ายไปที่อาคารกิตติวัฒนาของโรงพยาบาลธรรมศาสตร์เฉลิมพระเกียรติ ต่อมามหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ได้อนุมัติให้สร้างอาคารปิยชาติและอาคารราชสุดา เพื่อเป็นพื้นที่ใช้ร่วมกันระหว่างคณะทันตแพทยศาสตร์ คณะสหเวชศาสตร์ คณะพยาบาลศาสตร์ และคณะสาธารณสุขศาสตร์ ซึ่งคณะสหเวชศาสตร์ได้รับจัดสรรให้ใช้พื้นที่บางส่วนจากทั้งสองอาคาร