เนื่องจากประเทศไทยประสบปัญหาขาดแคลนแพทย์ คณะรัฐมนตรีในการประชุมเมื่อวันที่ 12 กันยายน 2535 ได้มีมติให้ทบวงมหาวิทยาลัยเพิ่มการรับนักศึกษาแผนปกติ ตั้งแต่ พ.ศ. 2536 อีกปีละ 340 คน ต่อมาในปี พ.ศ. 2536 ได้พิจารณาให้จัดตั้งคณะแพทยศาสตร์ในส่วนภูมิภาคเพิ่มขึ้นอีก สำนักวิชาแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี เป็นสำนักวิชาหนึ่งที่ได้จัดตั้งขึ้นโดยมีประกาศในราชกิจจานุเบกษา ฉบับพิเศษ หน้า 22 เล่ม 110 ตอนที่ 210 ลงวันที่ 15 ธันวาคม 2536

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ได้เสนอโครงการจัดตั้งสำนักวิชาแพทยศาสตร์ เพื่อขออนุมัติดำเนินการในเดือนสิงหาคม 2536 คณะรัฐมนตรีในการประชุมเมื่อวันที่ 18 มกราคม 2537 ได้ลงมติเห็นชอบในหลักการ และให้ทบวงมหาวิทยาลัยจัดทำรายละเอียดความพร้อมและความเป็นไปได้ของโครงการ คณะรัฐมนตรีในการประชุมเมื่อวันที่ 7 มิถุนายน 2537 ได้มีมติเห็นชอบในหลักการให้กระทรวงสาธารณสุขจัดทำโครงการผลิตแพทย์เพิ่มเพื่อชาวชนบทในช่วงปี พ.ศ. 2539 - 2549 ต่อมารัฐมนตรีว่าการทบวงมหาวิทยาลัยและรัฐมนตรีว่าการกระทรวงสาธารณสุข ได้ลงนามความร่วมมือในการผลิตแพทย์เพิ่มเพื่อชาวชนบท ระหว่างกระทรวงสาธารณสุข และ ทบวงมหาวิทยาลัย เมื่อวันที่ 19 ธันวาคม 2537

สำนักวิชาแพทยศาสตร์ได้จัดทำโครงการจัดตั้งระบบวิทยาศาสตร์สุขภาพ ในเดือนมกราคม 2538 ซึ่งประกอบด้วย สำนักวิชาแพทยศาสตร์ สำนักวิชาทันตแพทยศาสตร์ สำนักวิชาเภสัชศาสตร์ สำนักวิชาพยาบาลศาสตร์ และศูนย์การแพทย์ โดยในระยะแรกจะจัดตั้งสำนักวิชาแพทยศาสตร์ สำนักวิชาพยาบาลศาสตร์ และศูนย์การแพทย์ เพื่อผลิตแพทย์ พยาบาล และเทคนิคการแพทย์ ซึ่งเป็นบุคลากรอุดมศึกษาที่ขาดแคลนมาก

ต่อมาในปี 2540 ประเทศไทยประสบปัญหาภาวะเศรษฐกิจ จึงให้ชะลอโครงการดังกล่าวไว้ก่อน โดยในปี 2541 สำนักวิชาแพทยศาสตร์ ได้พัฒนาหลักสูตรการศึกษาระดับปริญญาตรี จำนวน 5 หลักสูตร ซึ่งสภาวิชาการ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ในการประชุมครั้งที่ 8/2541 วันที่ 25 พฤศจิกายน พ.ศ. 2541 ได้ให้ความเห็นชอบ ดังนี้ 1. หลักสูตรวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาอนามัยสิ่งแวดล้อม (หลักสูตรใหม่ พ.ศ. 2541)2. หลักสูตรวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาอาชีวอนามัยและความปลอดภัย (หลักสูตรใหม่ พ.ศ. 2541)3. หลักสูตรวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาเทคนิคการแพทย์ (หลักสูตรใหม่ พ.ศ. 2541)4. หลักสูตรพยาบาลศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาพยาบาลศาสตร์ (หลักสูตรใหม่ พ.ศ. 2541)5. หลักสูตรแพทยศาสตรบัณฑิต (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2541)

ในปีการศึกษา 2542 สำนักวิชาแพทยศาสตร์เปิดสอนหลักสูตรระดับปริญญาตรี (4 ปี) จำนวน 2 หลักสูตร ได้แก่ หลักสูตรวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาอนามัยสิ่งแวดล้อม และ หลักสูตรวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาอาชีวอนามัยและความปลอดภัย

สำนักวิชาแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี เป็นสถาบันแพทยศาสตร์ในกำกับของรัฐบาลแห่งแรกของประเทศไทย เป็นสถาบันแพทย์แห่งที่ 12 ของประเทศไทยได้จัดตั้งขึ้นโดยมีข้อกำหนดของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ว่าด้วยการจัดตั้งสำนักวิชาแพทยศาสตร์ ซึ่งมีประกาศในราชกิจจานุเบกษา ฉบับพิเศษ หน้า 22 เล่ม 110 ตอนที่ 210 ลงวันที่ 15 ธันวาคม 2536 คณะกรรมการแพทยสภา ในการประชุมครั้งที่ 8/2550 เมื่อวันที่ 9 สิงหาคม 2550 ได้มีมติรับรองหลักสูตรแพทยศาสตรบัณฑิต (หลักสูตรปรับปรุง พ.ศ. 2550) สำนักวิชาแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ปีการศึกษา 2549 มหาวิทยาลัยได้เปิดรับนักศึกษาแพทย์รุ่นแรกในโครงการผลิตแพทย์และพยาบาลเพิ่ม ภายใต้ความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี สำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา และกระทรวงสาธารณสุข โดยรับนักศึกษารุ่นละ 48 คน และต่อมาปี 2550 ได้รับนักศึกษาจาก 2 โครงการ คือ โครงการร่วมผลิตแพทย์เพิ่ม และโครงการกระจายแพทย์หนึ่งอำเภอหนึ่งทุน

ในปี 2553 ได้มีการเปิดให้บริการ ศูนย์ปฏิบัติการทางการแพทย์และสาธารณสุข ซึ่งได้เปลี่ยนชื่อเป็น โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ในเวลาต่อมา