คณะเวชศาสตร์เขตร้อน มหาวิทยาลัยมหิดล จัดตั้งขึ้นเพื่อศึกษาโรคต่าง ๆ ในเขตร้อน เป็นคณะด้านนี้แห่งเดียวในประเทศไทย และเป็นคณะที่มีผลงานวิจัยจำนวนมากตีพิมพ์ในวารสารระดับโลก นอกจากนี้ คณะยังมีโรงพยาบาลเวชศาสตร์เขตร้อน ที่เปิดให้การรักษาพยาบาลเฉพาะทางด้านโรคเขตร้อน อายุรกรรมทั่วไป และอายุรกรรมเฉพาะทางหลากหลายสาขา
คณะเวชศาสตร์เขตร้อน เป็นคณะหนึ่งในมหาวิทยาลัยมหิดล ก่อตั้งขึ้นโดยการริเริ่มของ ศาสตราจารย์เกียรติคุณนายแพทย์จำลอง หะริณสุต และศาสตราจารย์เกียรติคุณแพทย์หญิงคุณหญิงตระหนักจิต หะริณสุต จากแนวคิดที่ว่า หลักสูตรแพทยศาสตร์ของประเทศไทยในสมัย 50 ปีก่อน ไม่มีการเรียนการสอนเฉพาะทางโรคเขตร้อน แพทย์ผู้ที่สนใจจะศึกษาต่อเฉพาะทางโรคเขตร้อนต้องเดินทางไปศึกษาในต่างประเทศ เช่น ประเทศอังกฤษ ซึ่งมีสถาบันที่มีชื่อเสียงเรื่องโรคเขตร้อนตั้งอยู่ ทั้ง ๆ ที่แพทย์ไทยมีความจำเป็นต้องให้บริการตรวจและรักษาคนไข้ด้วยโรคเขตร้อนอยู่เสมอ เนื่องจากประเทศไทยตั้งอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตร แนวคิดของท่านทั้งสองที่จะจัดให้มีสถาบันโรคเมืองร้อนขึ้นในประเทศไทยนั้น มีผู้เห็นด้วยและได้รับการสนับสนุนจากบุคคลสำคัญหลายท่านในขณะนั้น ได้แก่ ศาสตราจารย์นายแพทย์สวัสดิ์ แดงสว่าง อธิการบดีมหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์ ศาสตราจารย์ บี จี มีเกรท คณบดีสถาบันเวชศาสตร์เขตร้อน มหาวิทยาลัยลิเวอร์พูล ประเทศอังกฤษ ดร.กำแหง พลางกูร เลขาธิการสภาการศึกษาแห่งชาติ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งจอมพลสฤษดิ์ ธนะรัชต์ นายกรัฐมนตรีในขณะนั้น
ในที่สุดจึงได้มีการก่อตั้งคณะอายุรศาสตร์เขตร้อน (ชื่อเดิม) ขึ้นในสังกัดมหาวิทยาลัยแพทย์ศาสตร์ (หรือมหาวิทยาลัยมหิดลในปัจจุบัน) เมื่อวันที่ 6 เมษายน 2503 โดยมีวัตถุประสงค์ในการจัดตั้งเพื่อ "สอนและอบรมแพทย์และบุคลากรทางการแพทย์ให้มีความรู้ความชำนาญในการบำบัด รักษา และป้องกันโรคเขตร้อน ทำการศึกษาวิจัยค้นคว้าเพื่อการแก้ปัญหาโรคเขตร้อน ซึ่งเป็นปัญหาสาธารณสุขของประเทศ พร้อมทั้งให้บริการรักษาผู้ป่วย รับปรึกษาให้คำแนะนำแก่แพทย์ และสถาบันการแพทย์ต่าง ๆ เกี่ยวกับเรื่องโรคเขตร้อน"
ในช่วงแรกของการก่อตั้ง คณะอายุรศาสตร์เขตร้อนมีสำนักงานชั่วคราวอยู่ที่โรงเรียนเทคนิคการแพทย์ มหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์ ในปีต่อมาเมื่อการก่อสร้างตึกเวชกรรมเมืองร้อนที่ถนนราชวิถีแล้วเสร็จ จึงได้ย้ายสำนักงานมาอยู่ ณ สถานที่ปัจจุบัน โดยให้บริการตรวจรักษาผู้ป่วยควบคู่ไปกับการเรียนการสอนและการค้นคว้าวิจัย เริ่มแรกจัดตั้งมีเพียง 5 แผนกวิชา และแผนกธุรการ ได้แก่ แผนกอายุรศาสตร์เขตร้อน แผนกพยาธิโปรโตซัว แผนกปรสิตหนอนพยาธิ แผนกกีฏวิทยาการแพทย์ แผนกสุขวิทยาเขตร้อน และแผนกธุรการ
ต่อมาในปี พ.ศ. 2505 ได้เปิดอาคารโรงพยาบาลเวชศาสตร์เขตร้อนเพื่อให้บริการผู้ป่วย โดยเริ่มจากโรงพยาบาลขนาด 20 เตียง ต่อมาขยายเป็น 100 เตียง จนเป็น 250 เตียงในปัจจุบัน
ในระยะ 7 ปี แรกของการเรียนการสอน คณะอายุรศาสตร์เขตร้อนเปิดรับสมัครแพทย์ชาวไทยเข้าเรียนในหลักสูตรประกาศนียบัตรอายุรศาสตร์เขตร้อนและสุขวิทยา (Graduate Diploma in Tropical Medicine and Hygiene หรือ D.T.M.&H.) ในปี พ.ศ. 2508 มีการก่อตั้งองค์การรัฐมนตรีศึกษาธิการแห่งเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ (Southeast Asian Ministers of Education Organization หรือ SEAMEO เรียกชื่อย่อเป็นภาษาไทยว่า องค์การซีมีโอ) ซึ่งเล็งเห็นความสำคัญของการศึกษาหลังปริญญาในสาขาอายุรศาสตร์เขตร้อน ดังนั้นในปี พ.ศ. 2510 รัฐบาลไทยจึงตั้งให้คณะอายุรศาสตร์เขตร้อนเป็นศูนย์อายุรศาสตร์เขตร้อนและสาธารณสุขแห่งประเทศไทย (The National Center for Tropical Medicine and Public Health) เพื่อทำหน้าที่เป็นจศูนย์พัฒนาการเรียนการสอนและฝึกอบรมด้านโรคเขตร้อนให้แก่ประเทศสมาชิกขององค์การซีมีโอ ขณะเดียวกันคณะเวชศาสตร์เขตร้อนเป็นที่ตั้งของศูนย์ประสานงานโครงการภูมิภาคเวชศาสตร์เขตร้อนและสาธารณสุขของซีมีโอ (SEAMEO-TROPMED Network) การจัดการเรียนการสอนจึงได้เปลี่ยนไปเป็นระดับนานาชาติ โดยเฉพาะหลักสูตรประกาศนียบัตรบัณฑิตอายุรศาสตร์เขตร้อนและสุขวิทยา (Graduate Diploma in Tropical Medicine and Hygiene หรือ D.T.M.&H.) ได้มีการแก้ไขและปรับปรุงโดยผู้เชี่ยวชาญและอาจารย์จากสถาบันเวชศาสตร์เขตร้อนแห่งสหราชอาณาจักร (Liverpool School of Tropical Medicine) ทำให้คณะอายุรศาสตร์เขตร้อนเป็นที่ยอมรับจากทั่วโลกว่าเป็นโรงเรียนแพทย์เวชศาสตร์เขตร้อนในระดับนานาชาติในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
คณะอายุรศาสตร์เขตร้อนได้เปลี่ยนชื่อเป็น "คณะเวชศาสตร์เขตร้อน" ในปี พ.ศ. 2518 และต่อมาในปี พ.ศ. 2536 คณะฯ ได้รับการยกฐานะเป็นศูนย์ระดับภูมิภาคว่าด้วยเวชศาสตร์เขตร้อนของซีมีโอ (SEAMEO Regional Center for Tropical Medicine) โดยมีหน้าที่รับผิดชอบสำคัญด้านการสอนในระดับหลังปริญญา ให้แก่แพทย์และบุคลากรทางการแพทย์และสาธารณสุขในประเทศสมาชิกของซีมีโอ รวม 10 ประเทศ
คณะเวชศาสตร์เขตร้อนเป็นสถาบันวิชาชีพชั้นสูงในมหาวิทยาลัย ให้การศึกษาวิชาเวชศาสตร์เขตร้อนแก่บุคลากรทางการแพทย์ เพื่อสนองความต้องการของสังคมด้านสาธารณสุขของประเทศไทย และประเทศอื่น ๆ ในภูมิภาคเอเซียตะวันออกเฉียงใต้ คณะเวชศาสตร์เขตร้อน มุ่งเสาะแสวงหาความรู้ใหม่ ๆ ในด้านวิทยาศาสตร์การแพทย์พื้นฐานและวิทยาศาสตร์การแพทย์ประยุกต์ รวบรวม เผยแพร่ และถ่ายทอดความรู้เพื่อความก้าวหน้าทางวิชาการในสาขานี้ ในด้านการบริการชุมชน คณะเวชศาสตร์เขตร้อน ทำการตรวจวินิจฉัยรักษาป้องกันโรคเขตร้อนและส่งเสริมสุขอนามัย คณะเวชศาสตร์เขตร้อนมีจุดมุ่งหมายที่จะปลูกฝัง ให้บุคลากรทางการแพทย์มีความรู้ความเชี่ยวชาญในวิชาเวชศาสตร์เขตร้อน สามารถนำความรู้ไปใช้ในการแก้ปัญหาสาธารณสุขของชุมชน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสังคมชนบท มีความรอบรู้ ความคิดริเริ่ม ใฝ่รู้อยู่เสมอ รอบคอบ รู้จักตนและหน้าที่รับผิดชอบ มีศีลธรรมและเสียสละเพื่อประโยชน์ส่วนร่วม
ในปัจจุบันคณะเวชศาสตร์เขตร้อน มหาวิทยาลัยมหิดล อยู่ภายใต้การนำของ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ นายแพทย์วีระพงษ์ ภูมิรัตนประพิณ คณบดีคณะเวชศาสตร์เขตร้อน คณะเวชศาสตร์เขตร้อนเริ่มมีชื่อเสียงมากขึ้นจากการจัดการประชุมนานาชาติเวชศาสตร์เขตร้อน หรือ Joint International Tropical Medicine Meeting (JITMM) ที่ได้รับความร่วมมือจากแพทย์และบุคลากรทางการแพทย์ไทยและต่างประเทศเข้าร่วมการประชุมเป็นจำนวนมาก มีหัวข้อเรื่องในการประชุมน่าสนใจ โดยจัดการประชุมประมาณต้นเดือนธันวาคมของทุกปี Joint International Tropical Medicine Meeting (JITMM) ในปี 2563 คณะเวชศาสตร์เขตร้อน ได้รับเกียรติให้เป็นเจ้าภาพจัดการประชุมวิชาการนานาชาติ The 20th International Congress for Tropical Medicine and Malaria (ICTMM 2020)