หลักสูตรปรับปรุง พ.ศ. 2554 ได้รับการรับรองมาตรฐานจากสถาบันรับรองมาตรฐานแพทยศาสตรศึกษา (IMEAc) ซึ่งใช้มาตรฐานจากเกณฑ์มาตรฐานแพทยศาสตร์ศึกษาสากล (WFME) โดยได้การรับรองถึงวันที่ 16 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2565[18]

หลักสูตรนี้มีการแบ่งการเรียนการสอนเป็น 3 ช่วง ได้แก่

ศึกษาวิชาพื้นฐานทั่วไปและวิทยาศาสตร์พื้นฐาน ซึ่งศึกษาที่มหาวิทยาลัยมหิดล ศาลายา วิชาที่เรียนจะประกอบด้วยวิทยาศาสตร์พื้นฐาน เช่น ชีววิทยา เคมี เคมีอินทรีย์ แคลคูลัส สถิติ และฟิสิกส์ แล้วมีวิชาทางภาษาได้แก่ ภาษาไทย ภาษาอังกฤษ และวิชาศึกษาทั่วไป (MUGE) นอกจากนี้ในการชั้นปีที่ 1 ที่นี่จะมีวิชาปรีคลินิกด้วย 1 วิชา คือชีวเคมี นักศึกษาจะได้เรียนร่วมกับนักศึกษาคณะอื่นๆของมหาวิทยาลัยมหิดล รวมถึง คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล คณะแพทยศาสตร์โรงพยาบาลรามาธิบดี กลุ่มนักศึกษาแพทย์สถาบันพระบรมราชชนก คณะทันตแพทยศาสตร์ คณะเภสัชศาสตร์ และคณะสัตวแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

ศึกษาวิชาแพทย์พื้นฐานและวิทยาศาสตร์การแพทย์ เช่นวิชา กายวิภาคศาสตร์ สรีวิทยา เภสัชวิทยา ที่คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล พญาไท การที่ได้เรียนกับคณะวิทยาศาสตร์ นักศึกษาจะได้รับแนวคิดด้านวิทยาศาสตร์และการวิจัยซึ่งเป็นประโยชน์ในการนำไปสู่ ความเป็นเลิศด้านการศึกษาและวิจัย และการพัฒนาศาสตร์การเรียนรู้อย่างต่อเนื่อง จากนั้นนักศึกษาจะเข้าสู่ปีที่ 3 ได้แก่ วิทยาภูมิคุ้มกัน จุลชีววิทยา เวชพันธุศาสตร์ และพยาธิวิทยา โดยศึกษาที่คณะแพทยศาสตร์วชิรพยาบาล

ศึกษาและฝึกอบรมที่วชิรพยาบาล สำหรับนักศึกษาปีที่ 6 (extern) จะมีการเรียนเสมือนการทำงานจริง ดูแลควบคุมโดยอาจารย์แพทย์และแพทย์ประจำบ้าน (residence) อย่างใกล้ชิด แล้วจะมีการศึกษาดูงานที่โรงพยาบาลในสำนักการแพทย์กรุงเทพมหานครหลายๆแห่งด้วย

หลักสูตรได้รับการรับรองมาตรฐานอย่างมีเงื่อนไขจากสถาบันรับรองมาตรฐานแพทยศาสตรศึกษา (IMEAc) ซึ่งใช้มาตรฐานจากเกณฑ์มาตรฐานแพทยศาสตร์ศึกษาสากล (WFME)[18] โดยคณะแพทยศาสตร์วชิรพยาบาลมีศักยภาพในการผลิตนักศึกษาแพทย์ประมาณ 100 คนต่อปี

หลักสูตรนี้มีการแบ่งการเรียนการสอนเป็น 3 ช่วง

จะศึกษาวิชาศึกษาทั่วไปที่มหาวิทยาลัยนวมินทราธิราชกำหนด เช่น วิชาภาษาอังกฤษ การสื่อสาร วิชาที่สนับสนุนอัตลักษณ์ของบัณฑิตของมหาวิทยาลัย และวิทยาศาสตร์พื้นฐาน เช่น เคมี สถิติ และ ฟิสิกส์ นอกจากนี้ในการชั้นปีที่ 1 ในภาคเรียนที่ 2 จะมีเริ่มเรียนวิชาปรีคลินิกด้วย คือ ชีวเคมีและชีววิทยาโมเลกุล และ ชีววิทยาของเซลล์ รวมทั้งวิชาพื้นฐานวิชาชีพที่เรียนต่อเนื่องตลอดหลักสูตร เช่น วิชาเวชจริยศาสตร์ วิชาระบบสุขภาพเขตเมืองเพื่อส่งเสริมจุดเน้นด้านเวชศาสตร์เขตเมืองของสถาบัน

เป็นการศึกษาระดับปรีคลินิก จะศึกษาวิชาวิทยาศาสตร์การแพทย์พื้นฐาน โดยมีการบูรณาการวิชาต่าง ๆ เช่น มหกายวิภาคศาสตร์ จุลกายวิภาคศาสตร์ เอมบริโอวิทยา สรีรวิทยา จุลชีววิทยา วิทยาภูมิคุ้มกัน พยาธิวิทยา และ เภสัชวิทยา เป็นตามระบบต่าง ๆ ของร่างกายเพื่อให้เกิดความเชื่อมโยงกันขององค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์การแพทย์พื้นฐานรวมทั้งการนำความรู้ไปใช้ในระดับชั้นคลินิกต่อไป และศึกษาวิชาพื้นฐานวิชาชีพที่ต่อเนื่องจากชั้นปีที่ 1

เข้าสู่การศึกษาระดับคลินิก ซึ่งศึกษาและฝึกอบรมในโรงพยาบาล แบ่งเป็นศึกษาที่วชิรพยาบาล จำนวน 70 คน และที่โรงพยาบาลตากสิน จำนวน 30 คน สำหรับนักศึกษาปีที่ 6 (extern) จะมีการเรียนเสมือนการปฏิบัติงานจริง ดูแลควบคุมโดยอาจารย์แพทย์และแพทย์ประจำบ้าน นอกจากนี้ยังมีการศึกษาดูงานที่โรงพยาบาลที่มีความร่วมมือกับคณะแพทยศาสตร์วชิรพยาบาล

คณะแพทยศาสตร์วชิรพยาบาลเป็นโรงเรียนแพทย์ที่มุ่งเน้นไปทางการให้บริการประชาชน (public service) โดยเฉพาะในเขตชุมชนเมือง ดั่งเช่นกรุงเทพมหานคร โดยมีการจัดการเรียนการสอนแบบ Community-Based Learning : CBL (ใช้ชุมชนเป็นฐาน) มีการไปออกชุมชนอยู่อย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ยังเป็นคณะแพทย์แห่งแรกและแห่งเดียวในประเทศไทยที่เปิดสอนวิชาเวชศาสตร์เขตเมือง (urban medicine) ซึ่งสอนที่เจาะจงในการแก้ปัญหาสุขภาพชาวเมืองโดยเฉพาะ เป็นการเข้าสู่การมุ่งเน้นในการผลิตแพทย์ที่ทำงานบริการประชาชนเขตเมื่องอย่างแท้จริง