1901 wurde der erste Nobelpreis für Medizin oder Physiologie an Emil von Behring verliehen. Seine Forschung über Serumtherapie hatte sowohl neue Wege erschlossen für die medizinische Forschung als auch geholfen, hunderttausende Leben zu retten. Der Preis wurde anschließend an Wissenschaftler aus ganz verschiedenen medizinischen Bereichen verliehen, u.a. der Immunologie, der Genetik, der Neurobiologie, Diagnose und der Arzneimittelforschung. Der Preis wurde von 1901 bis 2005 an insgesamt 184 Preisträger verliehen, davon siebenmal an Frauen.
Wenn man den Preis als Medizinnobelpreis bezeichnet ist dies nicht ganz korrekt. Alfred Nobels letzter Wille schloss ausdrücklich auch die Physiologie mit ein. Diese umfasste damals aber einen weitaus größeren Bereich als den der reinen medizinischen Physiologie. Sie betraf auch Gebiete, die heute vor allem der Biologie, der Chemie oder der Physik zugerechnet werden würden. Das Karolinska Institutet, die schwedische medizinische Universität in der Nähe Stockholms, hatte demnach schon immer einen großen Spielraum in der Auswahl der Bewerber. Der Preis für Konrad Lorenz von 1973 ist z.B. dem Gebiet der Biologie (Verhaltensforschung) zuzurechnen.
1977 wurde die Nobelversammlung am Karolinischen Institut eingerichtet. Sie ist unabhängig vom Staat und wird von der Nobelstiftung finanziert, obwohl alle 50 Mitglieder Professoren der Karolinska sind. Das Nobelkomitee widerum wird von der Nobelversammlung gewählt und besteht aus 5 Mitgliedern und einem Geschäftsführer. Jedes Mitglied kann zweimal für die Dauer von drei Jahren gewählt werden, der Geschäftsführer dreimal für die Dauer von 4 Jahren. Um die Kontinuität der Arbeit zu gewährleisten, wird jedes Jahr nur ein Teil der Mitglieder neu gewählt, einer der Mitglieder wird für drei Jahre Vorsitzender.
Im September des Vorjahres der Preisverleihung werden 2.500 bis 3.000 Wissenschaftler von medizinischen Fakultäten außerhalb Skandinaviens ausgewählt und um ihre Kandidaten-Vorschläge für das nächste Jahr gebeten. Was das Nominierungsrecht angeht, so besitzen dies alle Träger des Nobelpreises für Physiologie oder Medizin und alle Professoren der Medizin in skandinavischen Ländern. Die Frist für die Nominierungen endet am 31. Januar jeden Jahres.
Sobald die Nominierungen vom Komitee geprüft worden sind, wird ein Ad-hoc- Komitee mit 10 Mitgliedern bestimmt. Diese bewerten für die Dauer von 9 Monaten die Nominierungen. Die Mitglieder des Ad-hoc-Komitees müssen keine Mitglieder der Nobelversammlung sein. Die Entscheidung der Nobelversammlung erfolgt in der ersten Hälfte des Oktobers, eine einfache Mehrheit reicht aus. Die Preisverleihung findet schließlich am 10. Dezember in Stockholm statt.
2005 wurde die beiden Australier Robin Warren und Barry Marshall mit dem Nobelpreis für Medizin und Physiologie ausgezeichnet. Sie entdeckten in den 80er-Jahren das für die meisten Magengeschwüre verantwortliche Bakterium Heliobacter Pylori.