วิชาการแพทย์ไทยแต่เดิมพัฒนาจากการใช้ยาสมุนไพรและรับการรักษาจากหมอยาตำราหลวงตามแบบแผนอย่างไทย ต่อมาเมื่อมีคณะมิชชันนารีจากต่างประเทศเข้ามาเผยแผ่ศาสนาพร้อมกับวิทยาการทางการแพทย์แผนตะวันตกในช่วงปลายรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว จึงได้เกิดรูปแบบการรักษาพยาบาลแบบใหม่ขึ้นในประเทศ ไม่นานในรัชสมัย พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว มีพระราชประสงค์ให้จัดตั้งโรงพยาบาลขึ้น เพื่อจัดระเบียบและยกระดับมาตรฐานการแพทย์และการสาธารณสุขในประเทศให้สมกับความรุ่งเรืองของประเทศ พระองค์ทรงจัดตั้งคณะกรรมการขึ้น เมื่อวันที่ 22 มีนาคม พ.ศ. 2429 ประกอบด้วยผู้ทรงคุณวุฒิจำนวน 9 ท่าน คือ

1. พระเจ้าน้องยาเธอ กรมหมื่นสิริธัชสังกาศ เป็นนายก
2. พระเจ้าน้องยาเธอ กรมหมื่นดำรงราชานุภาพ
3. พระเจ้าน้องยาเธอ พระองค์เจ้าศรีเสาวภางค์
4. พระเจ้าน้องยาเธอ พระองค์เจ้าวัฒนานุวงศ์
5. พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าสายสนิทวงศ์
6. พระวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าปฤษฏางค์
7. พระยาโชฏึกราชเศรษฐี
8. เจ้าหมื่นสรรเพชรภักดี
9. ดร.ปีเตอร์ เคาแวน แพทย์ประจำพระองค์

เป็นผู้ร่วมดำเนินการจัดตั้งโรงพยาบาลแห่งแรกของประเทศ คณะกรรมการได้กราบทูลขอแบ่งพื้นที่พระราชวังบวรสถานพิมุขด้านใต้อันเป็นพื้นที่หลวงร้างฝั่งธนบุรี เพื่อเป็นพื้นที่ก่อสร้างโรงพยาบาลและซื้อที่ริมข้างเหนือโรงเรียนของคณะมิชชันนารีอเมริกันเพื่อทำท่าขึ้นโรงพยาบาล และตั้งชื่อว่า “โรงพยาบาลวังหลัง”

ในปี พ.ศ. 2430 ขณะกำลังก่อสร้างโรงพยาบาล สมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้าศิริราชกกุธภัณฑ์ ประชวรสิ้นพระชนม์ด้วยพระโรคบิด สร้างความโศกเศร้าพระราชหฤทัยแก่พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวและ สมเด็จพระนางเจ้าเสาวภาผ่องศรี พระวรราชเทวี เป็นอย่างมาก จึงมีพระราชประสงค์พระราชทานโรงพยาบาลเพื่อเป็นพระราชกุศล เมื่อเสร็จสิ้นงานพระเมรุพระราชทานเพลิงพระศพแล้ว ได้พระราชทานไม้ที่ใช้สร้างพระเมรุมาศจำนวน 15 หลังมาเป็นวัสดุสำหรับก่อสร้างโรงพยาบาลวังหลัง ทั้งยังได้พระราชทานพระราชทรัพย์ในส่วนของเจ้าฟ้าศิริราชฯ จำนวน 700 ชั่ง (56,000 บาท) เป็นค่าก่อสร้างอีกด้วย ตามพระราชปรารภของพระองค์ในพระราชหัตถเลขาถึงคณะกรรมการสร้างโรงพยาบาล ณ พระที่นั่งจักรีมหาปราสาท ลงวันอังคาร เดือนอ้าย แรม 7 ค่ำ ปีชวดสัมฤทธิ์ศก จุลศักราช 1250 ใจความตอนหนึ่งว่า

"...ภายหลังเกิดวิบัติเคราะห์ร้าย ลูกซึ่งเป็นที่รักตายเป็นที่สลดใจด้วยการที่รักษาเจ็บไข้ เห็นแต่ว่าลูกเราพิทักษ์รักษาเพียงนี้ ยังได้ความทุกขเวทนาแสนสาหัส ลูกราษฎรที่อนาถาทั้งปวงจะได้ความลำบากทุกข์เวทนายิ่งกว่านี้ประการใด ยิ่งทำให้มีความปรารถนาที่จะให้มีโรงพยาบาลมากยิ่งขึ้น ภายหลังกรมหมื่นดำรงราชนุภาพคิดการที่จะตั้งโรงพยาบาล ทำความเห็นมายื่น เห็นว่าเป็นทางที่จะจัดการตลอดได้ จึงได้ตั้งท่านทั้งหลายเป็นคอมมิตตีจัดการ แลได้ปรึกษากับแม่เล็กเสาวภาผ่องศรี มีความชื่นชมในการที่จะสงเคราะห์แก่คนที่ได้ความลำบากด้วยป่วยไข้นี้ด้วย ยอมยกทรัพย์สมบัติของลูกที่ตายให้เป็นส่วนในการทำโรงพยาบาลนี้ เป็นต้นทุน..."

วันที่ 26 เมษายน พ.ศ. 2431 ซึ่งวันนี้ถือว่าเป็นวันกำเนิดโรงพยาบาล พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวได้เสด็จเป็นองค์ประธานในพิธีเปิดโรงพยาบาล และพระราชทานนามใหม่แก่โรงพยาบาลว่า “โรงศิริราชพยาบาล” สังกัดกรมพยาบาลอันมีพระเจ้าน้องยาเธอ พระองค์เจ้าศรีเสาวภางค์เป็นอธิบดี เมื่อตั้งโรงพยาบาลแล้ว ในชั้นแรกคณะกรรมการได้เชิญหมอหลวงที่มีชื่อเสียงมาเป็นแพทย์ใหญ่ ซึ่งได้พระประสิทธิวิทยา (หนู) ซึ่งภายหลังได้เป็นพระยาประเสริฐศาสตร์ธำรง พร้อมกับลูกศิษย์อีก 2 คน

ในช่วงนั้น คณะกรรมการเห็นว่าการจัดหาแพทย์สำหรับโรงพยาบาลค่อนข้างลำบาก สมเด็จพระเจ้าน้องยาเธอ กรมหมื่นดำรงราชานุภาพ จึงได้กราบบังคมทูลให้มีการจัดตั้งวิทยาลัยแพทย์ขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหาขาดแคลนแพทย์และเพื่อการอบรมการรักษาด้วยการผ่าตัดสมัยใหม่ให้แก่แพทย์ไทยด้วย โดยตั้งโรงเรียนขึ้นที่ริมแม่น้ำเจ้าพระยาหน้าโรงพยาบาลในปี พ.ศ. 2432 และเปิดสอนตั้งแต่วันที่ 5 กันยายน พ.ศ. 2433 รับสมัครเข้าศึกษาโดยไม่ต้องเสียค่าเล่าเรียน มีดอกเตอร์ยอร์ช แมกฟาแลนด์ (หมอเมฆฟ้าลั่น ภายหลังได้เป็น อำมาตย์เอก ศาสตราจารย์พระอาจวิทยาคม) เป็นอาจารย์แพทย์ กระทั่งวันที่ 1 พฤษภาคม พ.ศ. 2436 จึงได้เปิด “โรงเรียนแพทยากร” ขึ้นอย่างเป็นทางการตามพระบรมราชโองการ และพัฒนาต่ออย่างรวดเร็วจนได้รับพระราชทานนามใหม่ว่า “โรงเรียนราชแพทยาลัย” ในวันที่ 3 มกราคม พ.ศ. 2443

ในวันที่ 26 มีนาคม พ.ศ. 2459 พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงสถาปนาโรงเรียนข้าราชการพลเรือนขึ้นเป็น “จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย” เพื่อเฉลิมพระเกียรติแด่พระบรมชนกนาถ ในโอกาสนี้ได้ทรงรวมโรงเรียนราชแพทยาลัยเข้าเป็น 1 ใน 4 คณะแรกของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และพระราชทานนามว่า “คณะแพทยศาสตร์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย” ต่อมาได้เปลี่ยนนามตามพระราชบัญญัติจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย พ.ศ. 2461 เป็น “คณะแพทยศาสตร์และศิริราชพยาบาล” โดยก่อนที่นิสิตจะได้ข้ามไปเรียนที่โรงพยาบาลศิริราชจะต้องเรียนวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ในปี พ.ศ. 2464 รัฐบาลได้เริ่มเจรจากับมูลนิธิร็อกกี้เฟลเลอร์ (Rockefeller) โดยสมเด็จพระเจ้าน้องยาเธอ เจ้าฟ้ามหิดลอดุลยเดช กรมขุนสงขลานครินทร์ ทรงรับเป็นผู้แทนฝ่ายไทยในการเจรจาเพื่อขอความช่วยเหลือปรับขยายหลักสูตรของคณะแพทยศาสตร์และศิริราชพยาบาลให้ถึงระดับปริญญา โดยมีโรงพยาบาลศิริราชเป็นโรงพยาบาลฝึกหัด นอกจากนี้ เมื่อครั้งที่สมเด็จเจ้าฟ้ามหิดลฯ ดำรงตำแหน่งอธิบดีกรมมหาวิทยาลัย กระทรวงศึกษาธิการ ยังทรงบริจาคพระราชทรัพย์ส่วนพระองค์เพื่อสร้างตึกในโรงพยาบาลศิริราชหลายหลัง และยังได้พระราชทานทุนการศึกษาแก่นักเรียนไทย สำหรับไปศึกษายังต่างประเทศเพื่อให้กลับมาเป็นอาจารย์ นับได้ว่า สมเด็จเจ้าฟ้ามหิดลอดุลยเดชฯ มีพระมหากรุณาธิคุณต่อศิริราชและการแพทย์แผนปัจจุบันของไทยเป็นอย่างมาก ทางคณะฯ จึงได้จัดสร้างพระราชานุสาวรีย์ไว้ ณ ใจกลางโรงพยาบาล และถวายพระราชสมัญญาว่า “องค์บิดาแห่งการแพทย์แผนปัจจุบันของไทย”

ในรัฐบาลสมัยจอมพลแปลก พิบูลสงคราม ได้จัดระเบียบการบริหารราชการใหม่และก่อตั้ง “มหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์” ขึ้นเมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2486 โดยโอนคณะแพทยศาสตร์และศิริราชพยาบาล แผนกทันตแพทยศาสตร์ แผนกสัตวแพทยศาสตร์ และแผนกเภสัชศาสตร์ จากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยมาเป็นคณะในสังกัดของมหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์ มีฐานะเป็นกรมในสังกัดกระทรวงสาธารณสุข ก่อนจะย้ายมาสังกัดสำนักนายกรัฐมนตรีเมื่อ พ.ศ. 2502 แต่นักศึกษายังคงต้องเรียนวิชาพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ที่คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยเช่นเดิมแม้คณะจะเปลี่ยนไปสังกัดมหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์แล้ว [1]

วันที่ 21 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2512[2] พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ได้พระราชทานนามใหม่แก่มหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์ว่า “ มหาวิทยาลัยมหิดล ” พร้อมกันนี้ คณะได้เปลี่ยนชื่อใหม่ว่า “คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล” มหาวิทยาลัยมหิดล โดยในระหว่างนี้ได้ช่วยเหลือในการจัดตั้งคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่นและคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ด้วย

ปี พ.ศ. 2547 คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาลได้รับกรรมสิทธิ์ที่ดินจากการรถไฟแห่งประเทศไทย เป็นจำนวน 30 ไร่ รวมเป็น 107 ไร่ เพื่อพัฒนาเป็นสถาบันการแพทย์ชั้นเลิศในเอเชียอาคเนย์

วันที่ 17 มีนาคม พ.ศ. 2551 พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าโปรดกระหม่อมให้ สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี เสด็จฯ แทนพระองค์ทรงประกอบพิธีวางศิลาฤกษ์อาคารโครงการพัฒนาศิริราชสู่สถาบันการแพทย์ชั้นเลิศในเอเชียอาคเนย์ ณ บริเวณสถานีรถไฟธนบุรี (เดิม) เขตบางกอกน้อย และพระราชทานนาม ดังนี้ สถาบันการแพทย์ชื่อว่า สถาบันการแพทย์สยามินทราธิราช (Sayamindradhiraj Medical Institute), อาคารโรงพยาบาลชื่อว่า “อาคารปิยมหาราชการุณย์” (Piyamaharajkarun Building) และอาคารวิจัยชื่อว่า “อาคารเฉลิมพระเกียรติ ๘๐ พรรษา ๕ ธันวาคม ๒๕๕๐” (His Majesty the King’s 80th Birthday Anniversary 5th December 2007 Building)