医学影像学院前身为天津第二医学院临床放射医学系，是全国第一所开展临床放射医学本科教育的高等医学院校。1987年，临床放射医学系更名为医学影像学系。1999年，天津医科大学医学影像学系与天津医科大学总医院医学影像科联合办学。2010年，天津医科大学医学影像学系更名为天津医科大学医学影像学院。医学影像学专家、国家级教学名师吴恩惠教授，医学影像学专家贺能树教授、吕大劳教授、刘仲兰教授等著名专家先后在此执教，学院还拥有我国医学影像学领域著名专家、天津市教学名师张云亭教授，“国家杰出青年基金”获得者、教育部新世纪优秀人才于春水教授，著名专家白人驹教授、于铁链教授等一大批国内外知名专家学者，现有博士生导师5人，硕士生导师27人，其中享受国务院政府特殊津贴专家4人，天津市授衔专家3人。教师队伍均为硕士以上学位，其中博士学位比例达到70%，所在学科1998年被评为天津市教委重点发展学科、2001年被评为天津市卫生局系统重点学科、天津医科大学“211”重点建设学科。 2008年、2013年、2014年，学院3次获得天津市市级教学团队称号；2010年医学影像学专业被评为国家级特色专业、天津市品牌专业。本科教学注重精品课程建设，2006年，医学影像诊断学被评为国家级精品课程；2013年，医学影像诊断学被评为国家级精品资源共享课程。
学院拥有天津医科大学总医院、天津医科大学肿瘤医院等10多家临床教学基地，拥有先进的教学条件和办学理念，学院为全国高等医学教育学会医学影像学教育分会理事长单位，其秘书处设在beat365。与英国邓迪大学、中国科学院自动化研究所、南方医科大学、东芝数字医疗设备（中国）有限公司等建立了战略合作关系。
学院于1984年成立了医学影像学实验教学中心，是我国第一个医学影像学专业的实验教学中心，中心依托天津医科大学医学影像学院与总医院医学影像科，具有较高的基础与临床教学实践水平，2000年被评为市教委达标实验室；2010年被评为中央与地方共建高校特色优势学科实验室；2012年被评为天津市市级实验教学示范中心；2013年，中心脑功能实验室被评为天津市重点实验室。其所在学科是 “天津市重点学科”、“天津市卫生局重点学科”、“天津医科大学博士点”及“临床博士后流动站”，教学和研究水平位居国内同行的前列。
学院一贯注重多元化创新实践教育，在教学实践中探索虚拟与实践相结合，基础与临床相结合的实践教学模式。自2005年，学院开始设立电子电路仿真课程，使得学生们能够利用EWB软件来实现电子电路的学习和实验，极大地提高了学生设计的质量与效率,且界面形象逼真、操作方便，学习效率明显提高。随着虚拟仿真技术在实验教学中的广泛应用，学院在市级医学影像学实验教学示范中心和市级脑功能重点实验室的基础上，整合形态学、功能学、分子影像学优质教学资源，构建医学影像学虚拟仿真实验教学中心。中心本着虚实结合，相互补充的原则，逐步形成电子技术动态仿真课程、图像处理虚拟仿真课程、磁共振虚拟仿真实验、PACS虚拟仿真临床诊断课程、脑功能成像虚拟仿真课程在内的五门实验教学课程，实验项目100余个。
中心师资力量雄厚，现拥有实验教学、实验技术和教学管理三支队伍共41人，其中高级职称14人，博士23人，硕士10人，中心秉承以学生誓言，坚持以人为本，以培养大学生实践创新能力为核心。中心包括基础实验中心和临床实验中心两部分，总面积 1000余平方米。基础实验中心下设：东芝医学影像教学中心、PACS实验室、图像处理实验室、图像分析实验室、脑功能成像实验室、电子电工实验室、核磁共振实验室。拥有大型医学影像学检查设备：CR、DR、CT、US、MRI、数字胃肠机、乳腺机等，并建设有国内唯一与医院模式完全相同的专门用于教学的PACS系统。临床试验中心下设脑功能重点实验室，拥有的多种先进的大型医学影像学检查设备：1.5T、3T MRI、DSA、多层螺旋CT（16层、8层， 64层）等，设备总价值九千余万元。这些实验条件具备了开展高层次影像学科虚拟仿真实验基础和临床教学的综合实力。中心在实验教学中不断改革实验教学方法与手段，通过开设多层次、多样化的实验课程和多种模式实验教学方法，并与企业建立合作开发平台，不断更新软件建设使课堂实验教学与专业最前沿密切结合，同时建立多元化、先进的实验考核方法，培养了学生基础实践能力、专业操作能力、临床实践能力和科研创新能力。随着医学影像学院的不断发展，虚拟仿真实验教学中心也形成了一个宽口径、多学科共享的实验教学平台，及教学、科研、社会服务为一体的综合性实验基地。2009年“医学影像学人才培养模式的规划与实践”获得天津市教学成果二等奖，2013年“医学影像学专业多层次人才培养模式的系统规划与实践”获天津市教学成果二等奖。近5年主持国家级课题22项，天津市课题8项，获取国家专利11项；发表学术论文249篇，其中SCI/EI/CSCI收录96篇；出版教材与专著16部。学院是临床医学专业专用十二五规划教材《医学影像学》1-7版的主编单位。《医学影像学》为国家级精品教材，本专业的另外三部教材为国家“十一五”规划教材。
