1978年上海交通大學首個代表團出訪美國，帶回了國外發展生物醫學工程的資訊。1979年上海交大建立了生物醫學工程專業，是全國最早建立生物醫學工程專業的大學之一。三十多年來，上海交大生物醫學工程專業的工作者們以“敢為人先，追求卓越”的精神作為指引，在科研、教學、產品研發等領域取得了一系列卓越的成就。它一直是全國最優秀的生物醫學工程專業之一：在2002、2007年國家一級學科評比中分別列為生物醫學工程學科第三、第二名;於2002年被評為國家重點學科，並在2005年建立了系統生物醫學教育部重點實驗室。生物醫學工程專業已是上海交大這一百年名校中一個“亮點”專業之一。
1979年4月，在精密儀器和水聲專業基礎上，由朱章玉、高忠華和黃燮昌老師籌建生物醫學儀器專業，於當年7月開始招生。國務院學位委員會分別於1981年、1990年審批同意上海交大“生物醫學儀器及工程”專業有權授予碩士、博士學位。1997 年上海交大成立了生命科學技術學院，生物醫學工程系也同時宣告成立，朱貽盛教授任第一屆系主任。其間引進了陳亞珠院士，聘任過胡鈞、徐學敏、任秋實三位長江計劃特聘教授，(這三位長江教授先後成為973首席科學家)。2004年上海交大生物醫學工程系成為全國生命科學和技術人才培養基地的一部分。2005 年上海交通大學被教育部批准建立系統生物醫學重點實驗室，本學科的學科帶頭人長江計劃特聘教授徐學敏博士任該重點實驗室主任。2005年本學科“973” 首席科學家、長江計劃特聘教授任秋實博士任上海鐳射醫學重點實驗室主任。2006年上海交通大學被教育部批准建立數字醫學工程中心，戴克戎教授任工程中心主任，陳亞珠院士任學術委員會主任。
2005年上海交大與原上海原第二醫科大學“強-強”合併後，將大力發展醫工、醫理交叉科學作為主要戰略之一。2007年11月12日在校領導的大力支援下，Med-X研究院正式成立，該院是上海交大“985工程”建設的重要科技創新平臺之一，是學校直屬的從事醫工、醫理交叉研究的科研教育機構。2011年4月8日，於上海交大建校115週年之際，生物醫學工程學院在整合Med-X研究院與生物醫學工程系的基礎上正式成立。
上海交通大學生物醫學工程學科共分四個研究方向：
1.醫療儀器
2.醫學影像與資訊學
3.神經科學與神經工程
4.生物材料
在科研方面，2003年胡鈞教授領銜的“DNA單分子的奈米操縱”獲上海市科技進步二等獎。 2004年徐學敏教授領銜的“中央空調系統中空氣清潔滅病毒病菌裝置研究”獲上海市科技進步二等獎。同年莊天戈教授領銜的“JHQ醫學影像存取與傳輸系統”獲上海市科技進步三等獎。2005年，孫福成教授領銜的“高強度聚焦超聲治腫瘤裝置”獲上海市科技進步三等獎。2005年朱貽盛教授領銜的“非線性分析方法在心腦重大疾病診斷中的應用”獲教育部提名國家自然科學獎一等獎。2006年樑培基教授領銜的“視網膜神經元突觸可塑性及視網膜神經元網路中的資訊處理”獲得上海市自然科學獎三等獎。2005年任秋實教授獲973首席專案一項。2009年徐學敏教授獲973首席專案一項。在全國重點學科中僅上海交大有兩位生物醫學工程的973首席科學家。在近5年中，生物醫學工程系有973一級子專案7個、863重點專案2項、國家自然科學基金重點專案1項、上海科委重大專案3項、專項2項、重點專案1項，有授權專利26項和國家標準1項。生物醫學工程系的教師在Annals of Biomedical Engineering、Nano letters、Angewandte Chemie International Edition、Biophysical Journal、ASME Journal of Biomechanical Engineering、ASME Journal of Heat Transfer、IEEE Transactions on Medical Imaging、IEEE Transactions on Image Processing、IEEE Transactions on Biomedical Engineering、IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering、Annual Review of Biomedical Engineering、Optics Express、 Optics Letters、Biomaterials、Chemistry of Materials等國際一流期刊發表了一系列高質量的論文。徐學敏教授擔任了Annals of Biomedical Engineering的Associate Editor，童善保研究員擔任了IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering的Associate Editor，趙俊副教授擔任了International Journal of Biomedical Imaging的Associate Editor 、International Journal of Imaging的Editor。
在教學方面，1996年莊天戈教授獲電子部工業部第三屆全國工科電子類專業優秀教材一等獎(計算機在生物醫學中的應用(第一版)); 1999年莊天戈教授獲上海市育才獎;2002年莊天戈教授編寫的教材《計算機在生物醫學工程中的應用》 (第二版)獲教育部全國普通高等學校優秀教材二等獎; 2004年莊天戈教授負責、趙俊副教授主講的《生物醫學影象處理》獲國家級精品課程(全國生物醫學工程學科中第一門國家精品課程)，同時獲上海市優秀教育成果一等獎。 2000年張緒省的博士論文被評為全國百篇優秀博士論文，這是上海交大第一篇入圍的全國優秀博士學位論文，指導教師為朱貽盛教授;2004年童善保的博士論文被評為全國百篇優秀博士論文，指導教師為朱貽盛教授;2005年朱貽盛教授被授予上海市優秀教育工作者稱號，同時獲上海市優秀教育成果一等獎。