海德堡大学医学院是该校最早成立的四个系之一，最初仅限于理论教学，1558年医学系有了很大发展，增加了治疗学、病理学和心理学以及实践授课等内容。1593年建造的植物园为药剂学研究所提供了有利条件；1600年为学生实习建造了一座小诊所，后来又相继建造了外科医院、妇科医院、病理学诊所、儿童医院，他们适应了医科学生人数迅猛增长的需要。1964年，曼海姆医院又为海德堡大学的学生提供了实践场所。如今，海德堡-曼海姆医学实习基地已成联邦德国最大的医学实习基地之一，每年有480位学生在这实习。海德堡大学医学系曾有两位学者荣获诺贝尔医学奖，即1910年的阿尔布莱希特·科瑟尔和1922年的奥托·弗里茨·迈耶尔霍夫。如今的海德堡大学医学系拥有众多的研究机构，如德国癌症研究中心、欧洲分子生物学实验室、马普医学研究和细胞生物研究所、曼海姆心理康复中心研究所，他们与医学系紧密合作，提供给师生们从事科研工作的广阔领域，尤其是在肿瘤学、神经生物学、免疫学、器官移植等领域。