1928年，北伐成功後中國統一，原軍醫學校改隸國民政府軍政部。1929年，戴棣齡任校長，呈准將醫科肄業時間由四年改為五年，所增一年為醫院臨床實習。藥科由三年增至四年。增設補習班，招收軍中較優但無學歷的醫事人員，以原職帶薪受訓，肄業兩年，以後稱為專科部。1931年，在北平及南京招考新生，入學後，實施四個月的軍事訓綀，是新生入伍訓綀之始。1931年九一八事件發生，隨後日軍不斷製造事端。1932年，政府鑒於日軍時時無端挑釁，以後中日之戰勢所難免，北平是一個危城，為抗戰之備，先後遷駐北平的軍事學校於首都南京。1933年，學校改隸軍事委員會軍醫設計監理委員會，由監委會主任委員劉瑞恆兼任校長。劉氏是中國現代醫療事業拓荒者之一，亦是推行英美醫學教育於中國的早期領導人。劉氏接掌後積極進行改組，其重要措施計有：（一）重訂各科期教育計劃，派沈克非（時任中央醫院外科主任，後為院長）為教育長，主持校務。當時，劉氏身兼九職，到校時間不多，除政策性事務由其決定外，其他均由沈氏代行。（二）撤換所有基礎醫學各科之教師，新聘教師如生理學的柳安昌、病理學的艾世光、細菌學的李振翩、解剖學的陳振華、生物化學的萬昕、診斷學的徐鑣南及教藥品鑑定學的梁其奎等人均蜚聲國內，乃一時之選。（三）取消德日語文，改授英文。（四）藉助中央衛生實驗院基礎醫學各科之人才及設備，充實基礎醫學各科的實驗室，大部份課程改為一小時講授，三小時實驗室實驗，實驗後，學生必須寫實驗報告。（五）以中央醫院為教學醫院，派醫科五年級學生至該院實習。藥科四年級學生至衛生實驗院中央醫院實習，所有實習應作報告。（六）以南京市衛生局及江寧縣實驗衛生院為公共衛生實驗場所。為謀軍醫業務以作為對日戰爭之準備。1936年十月，陸軍軍醫學校改名為軍醫學校，因其畢業生不僅分發陸軍工作，並分派至海、空軍服役。1937年2月，陸軍軍醫學校校長由軍事委員會委員長，蔣中正兼任，任命張建為教育長，授以全權處理校務。中日戰爭爆發，軍醫學校奉准西遷，1937年8月，首徙廣州，1938年10月再遷桂林，1939年春三遷安順。 1939年及1940年分別增設護理科及牙科。抗戰勝利，醫科及牙科肄業時間改為六年，學校奉令復員上海。1947年6月，軍醫學校改組，正式易名為國防醫學院。