从宋朝到元朝400年间，中国社会始终在动荡中，有多个少数民族政权在不同的区域交叉存在。1271年，蒙古族在大都（北京）建立了元朝。
宋代是我国科技文化发展的一个重要阶段，火药、指南针、印刷术三大发明和应用是它的重要标志。北宋历朝皇帝对医学都非常重视，在他们的影响下，一些文臣武将也多关注医药学，如掌禹锡、欧阳修、王安石、曾公亮、富弼、韩琦、夏竦、宇文虚中也都参加古医书之整理，苏轼、沈括、陈尧叟、孙用和均有个人收集的医方著述。1057年，北宋政府设立了校正医书局后，专门集中了一批当时著名的学者和医家，有组织、有计划地对历代重要医籍进行了校勘整理，像《黄帝内经素问》（校正后改名为《重广补注黄帝内经素问》）、《针灸甲乙经》、《伤寒论》、《金匮要略方论》、《脉经》、《备急千金要方》、《千金翼方》、《外台秘要》等都经过了重新校勘整理，对于医学的发展和医药学著作的传播有非常重要的贡献。
《太平惠民和剂局方》，是宋政府编成并颁行的我国第一部成药制剂手册。最初为“熟药所”的配方底册，因熟药所原设太医局下，故被称为《太医局方》。南宋绍兴二十一年（1151），改名为《太平惠民和剂局方》，简称《和剂局方》或《局方》。该书经多次修订补充，直到淳祐年间（1241—1252）定型，在当时和后世影响都非常大。
北宋在中国古代解剖学史上有重要成就，此期间前后曾进行过两次有规模的人体解剖活动，并由此产生了两部人体解剖学图谱——《欧希范五脏图》和《存真图》。宋仁宗庆历年间（1041—1048），广西地方官府处死欧希范等五十六名反叛者，并解剖死者的胸腹，由画工宋景描绘成图，即《欧希范五脏图》，是已知最早的人体解剖学图谱。这一史实在当时及稍后的许多史志及笔记文集中都有记载。
在医学理论和临床各科方面，两宋时期也有很多创新性的发展。如南宋时期陈言（无择）在张仲景“三因致病说”的基础上，归纳为内因、外因和不内外因三类病因，使中医病因学更加系统化、理论化，为后世病因学所遵循。再如儿科方面钱乙的《小儿药证直诀》、妇科方面陈自明的《妇人大全良方》、针灸学方面王执中的《针灸资生经》等都对后世有较大的影响。
宋代的综合性本草著作中，既有由政府主持集中大量人力、物力编纂的巨著，也有民间医家个人不辞劳苦博览群书、观察实践而修撰成册。政府主持编纂者由国家颁布，具有类似于药典的性质；而个人著作不仅是对药典的补充，甚至成为再修药典的蓝本。在两宋300余年间，由政府主持修纂、国家颁布的本草著作就有5种，像《开宝本草》、《嘉祐本草》、《图经本草》、《证类本草》等，把宋代本草研究推向一个新的高度。
宋代方书卷帙浩大，如《太平圣惠方》、《圣济总录》、《普济本事方》等，收载的方剂都有几千首，甚至上万首，是丰富的医学宝库。
宋代法医学在历史上有很大贡献，而且对国内外有着深刻而广泛的影响，其代表性人物与专著当首推宋慈《洗冤集录》。《洗冤集录》是中国古代一部比较系统地总结尸体检查经验的法医学名著。它自南宋以来，成为历代官府尸伤检验的蓝本，曾定为宋、元、明、清各代刑事检验的准则，在中国古代司法实践中，起过重大作用。本书曾被译成多种外国文字，深受世界各国重视，在世界法医学史上占有十分重要的地位。宋代医学教育方面最有特色，北宋时期翰林医官王惟一所制的针灸铜人，是世界医学教育史上实物形象教学法的创造。
北宋末年，运气学说由于受到宋徽宗的大力提倡和推广而进入鼎盛阶段。五运六气学说，虽然形成的时代较早，但在唐代以前却罕为人知，几乎没有什么实际影响。直到唐宝应元年（762），王冰将“运气七篇”补入《素问》并加以注解阐发以后，运气学说才为世人所知，并逐渐受到重视。北宋的医学校——太医局以及地方医学校也将王冰校注本《素问》作为教科书，并将“运气”列为基本教试课程之一。
金元时期，医学上出现了学术争鸣的局面，学术气氛空前活跃，打破了过去那种“泥古不化”的沉闷，对中医学的进步和发展起到了巨大的推动作用。“金元医学”在短短一百多年间，从诞生、成长到发展，始终贯穿着“开拓”、“创新”、“争鸣”这样一种新的医学风尚，使以刘完素、张元素、张子和、李杲、朱震亨等为代表的金元医家，都能形成理论上各有建树，实践中互有补充的发展特色。刘完素生活的时代，运气学说仍在流行，他结合北方地理和北方民族体质强劲的特点，深入阐发了火热病机等有关理论，在治疗上一改北宋用药偏于温燥之习，重视以寒凉药物治疗外感火热病，开拓了金元医学发展的新局面。张元素也是受当时运气学说影响，认为古今运气不同，在不同运气影响下所发病种也有不同，故古方不能治今病。
同时，他把运气与脏腑疾病认识作了联系，并深入研究药物的阴阳、升降、浮沉、补泻的各种性能，发明药理，注重创新方剂，在治疗思想上强调“扶护元气（胃气）”的意义，对后世医家，尤其对其传人李杲、王好古、罗天益和“易水学派”的形成、发展产生重要影响。张从正主张“邪气”说，认为邪可自外而入，也可由内而生。病邪轻者可以自行消失，病邪时间经久则很难抑制。如果有了病邪不去消除，反而先去巩固人体元气，如此很容易使人体真气未得到恢复时，病邪却有了发展，所以治疗疾病当以制止病邪发展和驱除病邪为首务，所谓“邪去而元气自复”。在治疗上，他提倡汗、吐、下三法，以攻邪为主，但他又申明在三法用药之时，每每伴随揃（包括熨、摩）、导（导引）、按（手按）、蹻（医者或病患抬举足腿）之法以辅助治疗。在用药方面，也要根据年龄老、少，病之轻、重，有增、有减，有续、有止，按证施用。李杲师从张元素，深受其思想的影响，他结合自己多年的亲身经历和体会，创立了以“脾胃论”、“内伤论”为主的理论学说，成为这一时期最著名的医家之一，对金元医学的繁荣和后世中医学的发展都产生了重要影响。朱震亨曾师从杭州名医罗知悌，学习刘完素、张从正、李杲三家之说，深感三家各有短长，在前人创新理论启发下，他结合自己的体会及理学造诣，倡“阳有余、阴不足”理论，开拓了元代中期医学发展的新局面，成为后来形成的“滋阴派”的宗师。
金元医学的创新，犹如一股清鲜空气，随着时代发展，吹进了明清两代，对明清医学的发展起到了积极的促进作用。