กรมการแพทย์ได้ตระหนักถึงความสำคัญของงานด้านวิชาการที่จะต้องรับผิดชอบ ตามนโยบายกระทรวงสาธารณสุขที่กำหนดให้กรมการแพทย์เป็นกรมวิชาการ จึงได้ตั้งกองวิชาการ ในปี พ.ศ. 2517 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้ดำเนินการเร่งรัดการพัฒนาด้านวิชาการแพทย์และสาธารณสุขของประเทศ เป็นสื่อกลางการประสานงานและการถ่ายทอดเทคโนโลยี เพื่อสนับสนุนต่อการพัฒนาคุณภาพและบริการแก่หน่วยงาน และสถานบริการทางการแพทย์และสาธารณสุข โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนภูมิภาค ให้การนิเทศวิชาการแพทย์ เป็นศูนย์กลางการค้นคว้าวิจัยทางการแพทย์และรับผิดชอบด้านการศึกษาและฝึกอบรม เพื่อพัฒนาศักยภาพของบุคลากรทางการแพทย์และสาธารณสุขของกรมการแพทย์และกระทรวงสาธารณสุข กองวิชาการประกอบด้วยฝ่ายต่าง ๆ ได้แก่ ฝ่ายบริหารทั่วไป ฝ่ายแผนงาน ฝ่ายฝึกอบรม ฝ่ายค้นคว้าวิจัย ฝ่ายประมวลสถิติและรายงาน และฝ่ายเผยแพร่และนิเทศงาน

          พ.ศ. 2527 กองวิชาการได้มีการขยายงาน โดยเพิ่มฝ่ายป้องกันและควบคุมการติดยาและสารเสพติด เพื่อดูแลด้านวิชาการ บริหารจัดการและงบประมาณโครงการป้องกันและวิจัยยาเสพติด และฝ่ายประสานงานการควบคุมโรคไม่ติดต่อ เพื่อทำหน้าที่ประสานเกี่ยวกับโครงการควบคุมโรคไม่ติดต่อ ซึ่งเป็นแผนงานที่บรรจุไว้ในแผนพัฒนาการสาธารณสุข ฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2530 – 2534)

          พ.ศ. 2531 ฝ่ายป้องกันและควบคุมการติดยาและสารเสพติดได้ปรับเปลี่ยนโครงสร้างเป็นกองประสานการปฏิบัติการบำบัดรักษาผู้ติดยาและสารเสพติด และปี พ.ศ. 2532 ฝ่ายประสานงานการควบคุมโรคไม่ติดต่อได้แยกออกไปเป็นส่วนหนึ่งของศูนย์พัฒนาการควบคุมโรคไม่ติดต่อ โรงพยาบาลเมตตาประชารักษ์ (วัดไร่ขิง)

          พ.ศ. 2533 กรมการแพทย์ได้มีการเปลี่ยนแปลงโดยเปลี่ยนคณะนายแพทย์ใหญ่เป็นที่ปรึกษาทางวิชาการของกรมการแพทย์ และให้มีสำนักงานนายแพทย์ใหญ่เป็นหน่วยงานระดับกอง ทำหน้าที่เป็นสำนักงานเลขานุการของกลุ่มที่ปรึกษาทางวิชาการ ซึ่งได้โอนฝ่ายค้นคว้าวิจัยจากกองวิชาการมาขึ้นกับสำนักนายแพทย์ใหญ่ด้วย

          พ.ศ. 2535 กรมการแพทย์มีการปรับปรุงโครงสร้างการบริหารงานโดยจัดตั้งหน่วยงานระดับกองขึ้นใหม่เป็นการภายใน และยกเลิกประกาศหรือคำสั่งที่เกี่ยวข้องกับการจัดตั้งหน่วยงานที่มีอยู่เดิมทั้งหมด จึงเป็นการยกเลิกกองวิชาการในปี พ.ศ. 2535

          พ.ศ. 2537 ได้มีพระราชกฤษฎีกาแบ่งส่วนราชการกรมการแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข ตามราชกิจจานุเบกษา เล่ม 111 ตอนที่ 21 ก ให้ไว้ ณ วันที่ 17 พฤษภาคม พ.ศ. 2537 ตั้งสำนักพัฒนาวิชาการแพทย์ จากพระราชกฤษฎีกาแบ่งส่วนราชการดังกล่าวข้างต้น ได้ถือกำเนิดสำนักพัฒนาวิชาการแพทย์ เป็นลักษณะการแบ่งโครงสร้างของกรมการแพทย์ ที่เป็นรูปแบบ “สำนัก” และภายใต้สำนักแบ่งเป็น “ส่วน” มีสำนักเดียวของกรมการแพทย์ เป็นการรวมงานวิชาการของกองวิชาการเดิมของศูนย์พัฒนาโรคไม่ติดต่อ งานของสำนักงานแพทย์ใหญ่ รวมเป็นงานของสำนักพัฒนาวิชาการแพทย์

          พ.ศ. 2550 กรมการแพทย์ได้เสนอเรื่องขอรวมกองแผนงาน และสำนักพัฒนาวิชาการแพทย์ (ส่วนที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนานโยบายและยุทธศาสตร์) เข้าด้วยกัน เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพและคล่องตัวในการบริหารงาน เนื่องจากกรมการแพทย์เป็นกรมวิชาการ กองแผนงานซึ่งเป็นผู้รับผิดชอบหลักด้านแผนงานจึงต้องอาศัยความเชี่ยวชาญด้านวิชาการร่วมด้วย และในส่วนของสำนักวิชาการแพทย์ก็จำเป็นต้องอาศัยความเชี่ยวชาญด้านแผนงาน ซึ่งรวมไปถึงการจัดการด้านงบประมาณที่เหมาะสม เพื่อให้การพัฒนาวิชาการแพทย์มีทิศทาง และสามารถดำเนินการอย่างเป็นระบบ โดยตั้งเป็น สำนักยุทธศาสตร์ ตามกฎกระทรวงแบ่งส่วนราชการกรมการแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข พ.ศ.2552

          พ.ศ. 2562 ได้มีการปรับปรุงโครงสร้างการแบ่งส่วนราชการตามกฎกระทรวงแบ่งส่วนราชการ     กรมการแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข เมื่อวันที่ 14 มิถุนายน 2562 โดยมีการปรับบทบาท อำนาจหน้าที่และโครงสร้างกรมการแพทย์และจัดตั้งกองขึ้นใหม่ คือ กองวิชาการแพทย์ เพื่อให้สอดคล้องกับภารกิจและสภาพของงานที่เปลี่ยนแปลงไป โดยแยกกลุ่มงานพัฒนานโยบายและผลักดันยุทธศาสตร์วิชาการแพทย์  กลุ่มงานพัฒนาวิชาการและความร่วมมือระหว่างประเทศ กลุ่มงานพัฒนางานคุณภาพและส่งเสริมนวัตกรรมทางการแพทย์  กลุ่มงานเครือข่ายแพทย์เขต และกลุ่มงานฉุกเฉินทางการแพทย์ ออกจากสำนักยุทธศาสตร์