Yersin (1902 - 1904): Được coi là người sáng lập trường, với tinh thần nhân đạo, nhân văn và tiến bộ. Giữ chức 2,5 năm với quyết tâm xây dựng một trường Y chính quy và hiện đại ở Đông Nam Á, có quy chế tương tự như đại học y Paris. Khó khăn đầu tiên ông vượt qua được là trình độ học sinh tuyển vào chỉ đủ để đào tạo y tá, nhưng ông đã cho bổ túc văn hoá để có thể đào tạo y sỹ; nhờ vậy sau này khi đủ điều kiện thì trường được nâng cấp lên cao đẳng, rồi đại học. Khó khăn thứ hai là giới cầm quyền không chấp nhận nhiều ý đồ và việc làm quá mạnh dạn của ông; ông phải ra đi; sau khi chuyển trường khỏi làng Kinh Lược, và cho xây dựng ngôi trường ở phố Bobillot (Lê Thánh Tông ngày nay), xây dựng bệnh viện thực hành ở phố Lò Đúc.

Cognaq (1904 - 1921): Trong 17 năm làm hiệu trưởng, ông củng cố tổ chức và cơ sở vật chất, tăng cường đội ngũ thầy để chuyển từ đào tạo y sỹ phụ tá thành đào tạo y sỹ Đông Dương (có thể công tác độc lập) với bậc lương được xếp ngang với cử nhân; đồng thời mở hệ Y sơ cấp (đào tạo y tá) và hệ Dược trung cấp (dược sỹ hạng nhì).

Degorce (1922 - 1929): Có mặt ở trường từ 1902, ngoài việc tiếp tục đào tạo y sỹ Đông Dương ông có đóng góp quan trọng đưa trường chính thức lên bậc cao đẳng bằng cách mở thêm hệ đại học (không toàn cấp): sinh viên vào trường phải có bằng tú tài, sau khi học một năm để có chứng chỉ Lý-Hoá-Tự Nhiên và học 4 năm Y khoa (được coi như cử nhân) thì sang Pháp 2 năm để bảo vệ luận án tiến sĩ quốc gia.

Leroy des Barres (1929 - 1934): Có mặt ở trường từ 1902 cùng với Degorce (và cùng trong danh sách đề nghị hiệu trưởng năm đó). Ngoài hiệu trưởng, ông còn được cử làm cố vấn y tế cho Toàn Quyền. Thời ông làm hiệu trưởng, trường tiếp tục đào tạo y sỹ Đông Dương đến khoá tuyển vào năm 1929; sau đó chỉ còn đào tạo đại học; ông chuẩn bị điều kiện để hệ đại học có thể bảo vệ luận án ngay tại Việt Nam. Ông cũng tuyển chọn nhiều y sỹ Đông Dương vào đội ngũ giảng dạy và có công đưa bác sĩ Hồ Đắc Dy từ một bệnh viện địa phương (ở Quy Nhơn) về trường này.

Galliard (1935 - 1944): Thạc sỹ y khoa, giáo sư chính thức của trường đại học Y Paris, do vậy khi ông làm hiệu trưởng, trường có quyền lập hội đồng chấm luận án do ông làm chủ tịch. Trên cơ sở đó, trường được chính thức nâng cấp lên đại học và là trường duy nhất ở Việt Nam đào tạo được tiến sỹ. Ông có công đào tạo BS. Đặng Văn Ngữ; hầu hết danh nhân y học gần đây của Việt Nam bảo vệ luận án khi ông làm hiệu trưởng. Với đội ngũ GS, PGS 12 người, trong 10 năm trường của ông cho bảo vệ 147 luận án tiến sỹ quốc gia (tính ra, mỗi năm, mỗi thầy đào tạo 1,25 tiến sỹ; với tốc độ này, đại học Y Hà Nội ngày nay có thể đào tạo hàng năm 80 tiến sĩ quốc gia).

Huard (1944 - 1945): GS chính thức của đại học Quân Y Pháp, dạy ở trường từ 1932 với cương vị chủ nhiệm bộ môn Giải Phẫu và giám đốc viện Giải Phẫu Học, có công đào tạo nhiều nhà ngoại khoa giỏi nhất của Việt Nam. Sau năm 1946, ông làm hiệu trưởng trường đại học Y-Dược trong Hà Nội bị xâm lược Pháp tạm chiếm.

Hồ Đắc Di (1945 - 1976): Được phong GS từ năm 1944 và là GS duy nhất người Việt lúc đó ở trường này. Ông là ngọn cờ và trụ cột của trường Y-Dược sau khởi nghĩa tháng 8 và trong kháng chiến chống Pháp; có công đầu trong duy trì hoạt động của trường và trong đào tạo các thế hệ bác sỹ lão thành hiện nay của Việt nam (cùng GS Tôn Thất Tùng).

Nguyễn Trinh Cơ (1976 - 1983): Ông là người đề xuất phong trào “cán bộ giảng dạy (trẻ) là tiểu đội trưởng” (1962) rất phù hợp khi trường tuyển sinh đa số xuất thân từ công nông (chưa chuẩn bị đủ vốn văn hoá để học Y); đồng thời phản đối việc hạ cấp trường này tương đương cao đẳng (học 4 năm). Ông cũng là người đầu tiên (cùng ông Phan Huy Chữ, 1966) đề ra mục tiêu đào tạo (khi đó Việt Nam chưa có khái niệm này). Khi là hiệu trưởng, ông có nhiều đóng góp trong xây dựng chương trình, khắc phục những khó khăn do chế độ bao cấp, chuẩn bị đào tạo trên đại học.

Nguyễn Năng An (1983 - 1985): Ông đề xuất và tiến hành tổ chức kỷ niệm 80 năm thành lập trường, tạo tiền lệ về sau cho việc làm tốt đẹp này, đồng thời góp nhiều công sức mở rộng đào tạo sau đại học. Ông cũng là người tạo lập được các cơ sở sản xuất trong trường góp phần rất lớn trong cải thiện đời sống cán bộ, công nhân viên chức trong những năm đất nước tạm lâm vào suy thoái.

Hoàng Đình Cầu (1985 - 1988): Từ thứ trưởng bộ Y tế, ông được chỉ định kiêm nhiệm hiệu trưởng. Ông có công tạo lập, củng cố và phát triển loại hình đào tạo sau đại học của ngành Y tế (mà chưa ngành nào khác có được), nhờ vậy mở ra con đường nâng cấp trình độ chuyên môn trong nội ngành cho đông đảo bác sĩ và dược sĩ. Khi làm hiệu trưởng, ông đề xuất mục tiêu bác sĩ chăm sóc sức khoẻ ban đầu, phục vụ ở tuyến cơ sở, lập đề án cải cách giáo dục để thực hiện mục tiêu này và trực tiếp lãnh đạo sự thực hiện trong 3 năm khi còn đương nhiệm hiệu trưởng. Cho đến nay, công việc vẫn đang được tiếp tục và phát triển bởi những người kế nhiệm.

Nguyễn Thụ (1988 - 1993): Ông được bổ nhiệm qua sự bầu chọn rộng rãi trong trường. Ông tiếp tục thực hiện cải cách giáo dục theo mục tiêu mới và có công vận dụng chủ trương đổi mới toàn diện của Đảng để hướng nhà trường hoạt động thích nghi và phù hợp trong cơ chế thị trường, bước đầu mở rộng và phát triển các công tác quan trọng nhất của trường: hợp tác quốc tế, đào tạo sau đại học và phát huy dân chủ nội bộ (với tờ nội san). Ông cũng là người chủ trì tổ chức kỷ niệm 90 năm thành lập trường gây được ảnh hưởng tốt trong dư luận cả nước và lần đầu trường được tặng thưởng huân chương độc lập hạng II.

Tôn Thất Bách (1993 - 2003): Ông có đóng góp lớn trong giai đoạn trường khởi sắc và phát triển nhiều mặt, như: hoàn thiện thêm các điều kiện đào tạo bác sĩ cộng đồng (xây dựng thực địa), triển khai bước đầu phương pháp Dạy-Học tích cực, hoàn chỉnh và cụ thể hoá thêm mục tiêu đào tạo đại học (ra “sách xanh”), đưa quy mô đào tạo sau đại học lên ngang hoặc hơn quy mô đào tạo đại học - để tiếp tục phát huy vai trò trường trọng điểm, xây dựng thành công labô trung tâm; đồng thời mở rộng quan hệ hợp tác và đối ngoại lên một cấp độ mới, thành lập mới nhiều đơn vị (khoa, bộ môn, trung tâm...). Xây dựng cơ bản với quy mô và tiến độ cao. Ông cũng là người tổ chức kỷ niệm 50 năm trường Y cách mạng và 100 năm ngày thành lập trường. Giai đoạn ông làm hiệu trưởng, trường được tặng thưởng huân chương Độc lập hạng I và được danh hiệu anh hùng lao động.