Vilniaus universiteto Medicinos fakultetas nuolat plėtoja tarptautinį bendradarbiavimą, o pastaruoju metu šioje srityje jaučiamas ypatingas pakilimas. Tarptautiniai ryšiai plėtojami sudarant dvišales sutartis su užsienio universitetais, plečiant mokslinius tyrinėjimus bei dėstytojų ir studentų mainų programas, bendradarbiaujant su Pasaulio sveikatos organizacija, Europos komisija ir UNESCO.

Vilniaus universitetas, pirmasis iš Lietuvos aukštojo mokslo institucijų tapo Erasmus Mundus magistrinės programos koordinatoriumi. Dar 2007 m. Vilniaus universiteto Medicinos fakultetas pradėjo įgyvendinti Europos komisijos finansuojamą penkerių metų trukmės Erasmus Mundus projektą, kurio tikslas – įgyvendinti jungtinę Europos magistrantūros programą "Darnios regioninės sveikatos sistemos". Šios programos lyderis ir koordinatorius yra Vilniaus universitetas, partneriai – Deusto universitetas (Ispanija), Veronos universitetas (Italija) ir Budapešto universitetas (Vengrija).

Bendradarbiaujant su Hjustono universitetu (JAV) įkurtas Neuromokslų centras, kurios dalyviai yra Vilniaus universiteto Medicinos ir Gamtos mokslų fakultetų mokslininkai. Pernai vasarą vyko tarptautinė Neuromokslų vasaros stovykla vyresnių kursų studentams ir rezidentams, o šiuo metu, bendradarbiaujant su Centrinės Floridos universitetu (JAV) vyksta trijų savaičių trukmės Paleopatologijos vasaros mokykla.

Medicinos fakultetas turi 35 ERASMUS sutartis, kurios kasmet fakulteto studentams leidžia išvykti pasisemti žinių įvairiuose Europos universitetuose ir sukviečia vis didesnį būrį užsienio studentų į Medicinos fakultetą. Įvertinus didelį užsieniečių susidomėjimą medicinos studijomis, 2012 m. buvo patvirtinta Medicinos studijų programa anglų kalba. Nuo š. m. rugsėjo 1 d., kartu su gausiu būriu lietuvių, medicinos studijas pradės ir pirmoji užsieniečių grupė. Šiuo metu vyksta priėmimas, o dokumentus jau yra pateikę asmenys iš Didžiosios Britanijos, Airijos, Japonijos, Nigerijos, Kazachstano ir kitų šalių.