1946年7月，中国医科大学到达黑龙江兴山（现鹤岗市），合并了东北军医大学（前身为哈尔滨陆军军医学校）。1947年1月，中国医科大学合并东北大学医学院和原学校设有一所设备完善的附属医院，医院下辖4个所，每个所300-400张床位。

1948年初，中国医科大学设立4所分校，在龙井将吉林军大分校设立为第一分校，以内科为主在哈尔滨建立了第二分校，以五官科为主将通辽市辽东军区医专设立为第三分校将平谷地区冀热辽医专设立为第四分校。1948年10月，奉上级命令，学校派副校长李亭植率领部分干部、师生接收原长春大学医学院，组成长春军医大学第一、第二分校合并为现哈尔滨医科大学，第三分校合并到总校第四分校组建为现承德医学院。1948年11月，东北全境解放，中国医科大学奉命进驻沈阳，根据东北行政委员会暨东北军区司令部指示，先后合并了原国立沈阳医学院和原私立辽宁医科大学。

1949年5月，遵照东北军区暨东北行政委员会命令，中国医科大学由中国人民解放军划归东北行政委员会领导。任命东北行政委员会卫生部部长王斌兼任校长，卫生部副部长白希清兼任副校长，陈应谦、阙森华任副校长，并成立校长办公室。学校设基础一院、基础二院、内科学院、外科学院、牙科学院、公共卫生学院、妇婴学院等8个学院。1949年7月，东北药学院并入中国医科大学，为药学院。1950年3月，中国医科大学首次在全国招收具有高中文化程度的学生。学制为五年制。

1950年10月，朝鲜战争爆发，根据上级指示，学校部分师生组成手术队和担架队，并在黑龙江省北安县成立北安医院，承担中国人民志愿军抗美援朝伤员的救护工作医学教|育网搜集整理。1952年10月，根据国家教育部关于院系调整的决定，中国医科大学药学院改名为东北药学院（现沈阳药科大学），脱离中国医科大学建制。1954年8月，东北人民政府行政机构撤消，中国医科大学划归国家卫生部领导。

1955年10月，中国医科大学接受国家卫生部分配的研究生培养任务，使中国医科大学成为中国最早设立研究生教育的学校之一，也中国医科大学研究生教育的开端。1955年7月，根据国家教育部关于院系调整的决定，中国医科大学公共卫生学系并入哈尔滨医科大学，学校设卫生教研组哈尔滨医科大学儿科学系并入中国医科大学。1955年8月，根据国家卫生部指示，学校建立医疗系、儿科学系。

1956年9月，根据国务院关于医学院校调整的决定，中国医科大学改名为沈阳医学院。1962年，公共卫生学系重新并入哈尔滨医科大学。1976年，根据国家教育部指示，学校开始承担培养留学生任务，来哈尔滨医科大学一部分。