ตามมติคณะรัฐมนตรีเมื่อวันที่ 18 มกราคม พ.ศ. 2537 และมติคณะรัฐมนตรีเมื่อวันที่ 21 มีนาคม พ.ศ. 2538 ที่เห็นชอบให้กระทรวงสาธารณสุข ดำเนินโครงการร่วมผลิตแพทย์เพื่อชาวชนบท โดยกำหนดให้โรงพยาบาลพุทธชินราช พิษณุโลก สังกัดกระทรวงสาธารณสุข ทำหน้าที่เป็นสถาบันการศึกษาแพทยศาสตรศึกษาชั้นคลินิกร่วมกับคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร และมีการทำข้อตกลงเรื่องความร่วมมือในการร่วมผลิตแพทย์และบุคลากรสาธารณสุขระหว่างกระทรวงสาธารณสุขและทบวงมหาวิทยาลัยเมื่อวันที่ 9 สิงหาคม พ.ศ. 2538 โรงพยาบาลพุทธชินราช พิษณุโลก จึงได้เริ่มรับนิสิตแพทย์รุ่นแรกจำนวน 33 คน จากคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวรตั้งแต่เดือน เมษายน พ.ศ. 2541 โดยทางโรงพยาบาลได้รับจัดสรรงบประมาณในส่วนของกระทรวงสาธารณสุข เป็นเงิน 555.68 ล้านบาท ประกอบด้วยอาคารเรียนรวม 1 หลัง และอาคารหอพักนิสิตแพทย์ 1 หลัง

ทั้งนี้ คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร ได้เข้ามาร่วมพัฒนาในด้านการจัดทำหลักสูตรรายวิชาและการพัฒนาอาจารย์แพทย์และบุคลากรร่วมกัน รวมทั้งการชี้แจงนโยบายด้านการประกันคุณภาพการศึกษาของมหาวิทยาลัยนเรศวร ต่อมาได้มีคำสั่งแต่งตั้งผู้อำนวยการศูนย์แพทยศาสตรศึกษาชั้นคลินิก เป็นรองคณบดีฝ่ายคลินิก คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร มาจนถึงปัจจุบัน

ลักษณะพิเศษของ โครงการร่วมผลิตแพทย์เพิ่มเพื่อชาวชนบทก็คือ การคัดเลือกนักเรียนที่จบชั้นมัธยมศึกษาตอนปลายจากภูมิภาคและให้กลับไปทำงานที่ภูมิลำเนาเดิม เพื่อเป็นการกระจายโอกาสให้นักเรียนได้ศึกษาวิชาแพทยศาสตร์มากขึ้น เมื่อสำเร็จการศึกษาแล้วจะต้องปฏิบัติงานในภูมิลำเนาเดิมไม่น้อยกว่า 3 ปี หากไม่สามารถปฏิบัติตามสัญญาได้ จะต้องชดใช้ทุนให้แก่กระทรวงสาธารณสุขตามที่กำหนด