Wer am Eingang zur Anatomiestraße den architektonisch in die Häuserfront eingegliederten, eher vornehm-zurückhaltenden Baukörper des Museums erblickt, wird überrascht sein, wenn er von der dahinter liegenden Gartenseite auf ein barockes Kleinod stößt: auf die „Alte Anatomie” der ehemaligen Universität Ingolstadt.
Die 1472 als erste bayerische Landesuniversität gegründete Universität Ingolstadt hatte ihren Sitz in der „Hohen Schule”, einem hochgotischen Gebäude in der Nähe des Museums. Doch die für Vorlesungen eingerichteten Hörsäle wurden den sich wandelnden Ansprüchen an die medizinische Ausbildung immer weniger gerecht, denn seit der Renaissance hatte die Vermittlung naturkundlicher Phänomene durch Demonstration und Experiment immer mehr an Bedeutung gewonnen.
Um die Grundlagenfächer Botanik, Anatomie, Chemie und Physik zeitgemäß unterrichten zu können, erwarb die Medizinische Fakultät im späten 17. Jahrhundert ein Grundstück zwischen der Hohen Schule und der Stadtmauer für einen botanischen Garten und ein Anatomiegebäude. Von 1723 bis 1736 wurde das medizinische Fakultätsgebäude errichtet. Sein Kernstück ist der Anatomiesaal im ersten Stock, das „Theatrum anatomicum”.
1800 erfolgte die Verlegung der Universität nach Landshut. In der Folgezeit wurden das Anatomiegebäude und der botanische Garten zweckentfremdet und unterschiedlich genutzt. In den 1950er Jahren war das Anwesen so heruntergekommen, dass man an Abriss dachte. Glücklicherweise entschloss sich die Stadt Ingolstadt gemeinsam mit dem Landesamt für Denkmalpflege, das Gebäude zu restaurieren. Anlass war die 500-Jahrfeier der Universität, die 1826 von Landshut nach München gelangt war.
Nach der Jubiläumsausstellung stellte die Stadt Ingolstadt das Anwesen 1973 zur Errichtung eines Medizinhistorischen Museums bereit. Anfangs musste man sich mit einigen wenigen Exponaten behelfen. Heute besitzt das Deutsche Medizinhistorische Museum Ingolstadt eine der größten medizinhistorischen Sammlungen im deutschen Sprachraum.
Die wissenschaftliche Leitung des Museums lag anfangs beim Institut für Geschichte der Medizin der Ludwig-Maximilians-Universität München. Die (bis 2008 ehrenamtliche) Leitung des Museums hatte zunächst der Gründungsdirektor Prof. Dr. Heinz Goerke inne, dann übernahm Priv.-Doz. Dr. Jörn Henning Wolf die Direktion. Von 1983 bis 2008 leitete und prägte Prof. Dr. Christa Habrich das Haus. 2008 wurde mit Prof. Dr. Marion Maria Ruisinger erstmals eine hauptamtliche Direktorin eingesetzt.