Lääkäreiden ja hammaslääkäreiden perus- ja erikoistumiskoulutuksessa lääketieteellisen tiedekunnan tärkeimpiä yhteistyökumppaneita ovat HUS-kuntayhtymä ja sen vastuualueeseen kuuluvat sairaalat sekä Helsingin, Vantaan ja Espoon terveyskeskukset. Koulutuksen suunnittelussa tehdään yhteistyötä maan muiden lääketieteellisten tiedekuntien kanssa.

Tiedekunta tekee tutkimusyhteistyötä muiden yliopistojen, tutkimuslaitosten ja yritysten kanssa. Läheinen yhteistyökumppani on Meilahden kampuksella toimiva Suomen molekyylilääketieteen instituutti (FIMM). FIMM on Helsingin yliopiston, HUS-kuntayhtymän, Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen ja VTT:n yhteinen tutkimuslaitos, joka kuuluu Euroopan molekyylibiologian laboratorion EMBL:n pohjoismaiseen yhteistyöverkostoon.

Tiedekunnalla on myös erityisesti aivotutkimukseen liittyvää yhteistyötä Aalto-yliopiston kanssa. Yhteistyö konkretisoituu muun muassa Meilahden sairaalan tiloissa sijaitsevassa Helsingin yliopiston ja Aalto-yliopiston sekä HUS:n yhteisessä aivo- ja sydäntutkimukseen keskittyneessä BioMag-laboratoriossa.

Monipuolista tutkimus- ja koulutusyhteistyötä tehdään myös Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen ja Työterveyslaitoksen kanssa. Kampuksen tutkimusyhteistyölle tarjoaa hyvät edellytykset lääketieteen tutkimus- ja opetuskeskus Biomedicum Helsinki , jonka tiloissa toimii yliopiston, yliopistosairaalan ja FIMM:n tutkimusryhmien sekä HUS-piirin lisäksi myös Folkhälsanin tutkimuskeskus, lääketieteellinen tutkimuslaitos Minerva, Sotilaslääketieteen keskuksen ilmailulääketieteen ja suojelulääkinnän yksiköt sekä lääkealan yrityksiä.