1912年10月，国立北京医科专门学校（西安交通大学医学部前身）正式成立。

1914年经教育部批准，北京医科专门学校设立诊察所，之后更名为附属医院。

1927年4月国立北京医科大学校附属医院成立，同年8月，国立京师大学校医科附属医院成立。

1937年10月，国立西安临时大学正式成立。

1938年4月，遵用“国立西北联合大学”新校名，医学院遂改名为国立西北联合大学医学院。

1939年8月，国民政府教育部令国立西北联合大学改为国立西北大学。附属医院随之更名为国立西北医学院附属医院。

1942年3月，国立西北医学院附属医院更名为国立西北医学院附设医院。

1946年8月，国民政府教育部令国立西北医学院与国立西北大学合并，改称国立西北大学医学院。附设医院改称为国立西北大学医学院附设大学医院。

1950年4月，中央人民政府政务院教育部决定国立西北大学医学院独立，改为国立西北医学院，医院随之更名为国立西北医学院附设医院；同年12月，国立西北医学院奉西北教育部令改为西北医学院，医院随之改称西北医学院附属医院。

1953年9月，附设医院更名为西北医学院附属医院。

1956年9月，将西北医学院改称西安医学院。医院随之更名为西安医学院第二附属医院。简称“西医二院”。

1985年7月，西安医学院改名为西安医科大学，二附院随之更名为西安医科大学第二附属医院，简称“西医大二院”。

1997年，医院被评定为国家三级甲等综合医院。

2000年4月，经国务院批准，西安交通大学、西安医科大学、陕西财经学院三校合并组成新的西安交通大学。同年5月，医院更名为西安交通大学第二医院。

2004年11月，经西安交通大学校长办公会研究决定，再次更名为西安交通大学医学院第二附属医院。

2008年12月，经西安交通大学校长办公会讨论，同意医院使用第二院名为“西北医院”。

2010年，医院被复评为国家三级甲等综合医院。