1887年（清光緒十三年），英國傳教士仲均安（譯音，下同）來徐州宣傳基督教。
1894年，美國傳教士白秀生來徐州，購置西門里武備衙門前的空基地（即徐醫(yī)附院現(xiàn)址）設(shè)立基督教堂。同年，美國傳教士葛馬可受基督教南長老會的派遣亦在醫(yī)院現(xiàn)址設(shè)立教堂和培心書院。
1897年（光緒廿三年）5月，葛馬可之妻葛璧璽由山東來徐，在基督教南長老會的資助下，在醫(yī)院現(xiàn)址內(nèi)設(shè)立診所三間，西醫(yī)由此傳入徐州。
同年，營造西式二幢（現(xiàn)存）作為病房樓，并增添人員設(shè)備若干，開辦了徐州的西醫(yī)診所（福音診所），設(shè)病床20余張，專門收治女性患者，時稱“女醫(yī)院”。
1900年6月，美國傳教士慕庚楊來徐，在“女醫(yī)院”東隔壁（醫(yī)院現(xiàn)址內(nèi)）開辦“博濟醫(yī)院”，設(shè)病床40余張，專門收治男性患者，時稱“男醫(yī)院”。
1905年3月，美國醫(yī)生馬法典接辦“男醫(yī)院”，設(shè)病床60余張，職工30余人，其中醫(yī)生3人，護士3人，護生20余人。
1914年春“男醫(yī)院”易名為“基督醫(yī)院”。
“坤維醫(yī)院”與“基督醫(yī)院”一墻之隔，權(quán)限獨立，相互并存，薪金及費用由美國基督教西差會供給。
1942年4月，侵徐日軍將“坤維醫(yī)院”和“基督醫(yī)院”強行合并，改名為“同仁會醫(yī)院西分院”，由日本同仁會統(tǒng)管，摩托洛（原名本岡）獨攬大權(quán)，名義上委托中國醫(yī)生劉子余為院長。此間，醫(yī)院管理十分混亂，業(yè)務(wù)蕭條，慘淡經(jīng)營直至1945年8月15日日本帝國主義無條件投降。
1945年8月16日，醫(yī)院由徐州基督醫(yī)院董事會接管。
1946年春，美國傳教士彭友恩任西差會代表，負責醫(yī)院院務(wù)。
1947年3月，開設(shè)高級護士學(xué)?！熘菟搅⑴嗾o士助產(chǎn)學(xué)校。同年，美國基督教牧師華樂德接任院長，仍稱其為“徐州基督醫(yī)院”。
1948年12月1日，徐州解放。華樂德等美籍華人回國，由醫(yī)院董事會主持工作，王桓心任董事長，黃樂山為副董事長，聘劉子余任院長。
1950年底，該院計有醫(yī)師6人，護士7人，化驗士3人，藥劑士1人，職員7人，工友41人，助理護士6人，護士助產(chǎn)學(xué)生48人，占地21畝4分9厘，平房155間，草房16間，病床120張，各教會停止援助，經(jīng)費十分困難，曾變賣醫(yī)院物資維持生計，公債14372820元（舊幣），現(xiàn)金報支5608102元（舊幣），診療水平極低，發(fā)展較為緩慢，全院設(shè)有內(nèi)、外、婦、兒、眼等科，只能診治一些普通常見病。
1951年7月24日，徐州市人民政府以軍管會名義，正式接辦基督醫(yī)院，易名為“徐州市立第二醫(yī)院”，調(diào)整院董事會為院職工協(xié)商會和工會，建立名項制度，增添名類人員，調(diào)動了醫(yī)護員工的積極性，使醫(yī)院獲得了新生。
1952年，在全市率先推行科主任負責制、保護性醫(yī)療、早會、會診、工作檢討會、病歷檢討會、病人代表會及院務(wù)委員會等制度，并實行定員定額預(yù)約掛號制。
1953年，擴建病房樓4座，新建門診樓1座、手術(shù)樓1座，床位增至226張。
1954年，徐州市立第一、第二醫(yī)院附設(shè)護士學(xué)校合并為“江蘇省徐州護士學(xué)?！?，校址遷離醫(yī)院。
同年，結(jié)核科全部設(shè)施及醫(yī)護人員分離出去，成立徐州市傳染病醫(yī)院。
1955年，負責豐縣、沛縣、銅山縣和泗洪縣的醫(yī)療業(yè)務(wù)輔導(dǎo)。
1958年，開始實行院長負責制，床位增至310張，設(shè)11個臨床科室，6個檢查科室，人事、事務(wù)等3個行政科室。門診設(shè)內(nèi)、外、婦、兒、眼、耳鼻喉、保健、中醫(yī)、針灸等科，病區(qū)分內(nèi)、外、婦、兒、結(jié)核等6個病房，設(shè)藥房、放射科、化驗室、手術(shù)室、供應(yīng)室、營養(yǎng)室、血庫等，500元以上醫(yī)療器械100多件。
1958年7月15日，南京醫(yī)學(xué)院徐州分院成立，經(jīng)中共徐州市委批準，“徐州市立第二醫(yī)院”作為南京醫(yī)學(xué)院徐州分院的附屬醫(yī)院，由分院領(lǐng)導(dǎo)，其業(yè)務(wù)范圍、服務(wù)對象及名稱不變。
同年，二內(nèi)科全部設(shè)施及全體醫(yī)護人員分離出去，成立徐州市結(jié)核病防治院。
1959年12月20日，醫(yī)院改名為“南京醫(yī)學(xué)院徐州分院附屬醫(yī)院”。
1960年初，相繼從南京醫(yī)學(xué)院調(diào)來醫(yī)務(wù)人員支援醫(yī)院建設(shè)。
1960年8月15日，“徐州醫(yī)學(xué)院”正式掛牌，醫(yī)院改名為“徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院”。
2016年醫(yī)院改名為“徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院”。
