2547
ในปี 2547 กลุ่มคณาจารย์จากหลายภาควิชาประกอบด้วย ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์และหลักสูตรวิศวกรรมชีวการแพทย์ ได้ร่วมกันจัดตั้งกลุ่มวิจัยแบบพหุวิชา (Multi-Disciplinary) ขึ้นชื่อว่า หน่วยปฎิบัติการวิจัยประยุกต์ทางเทคโนโลยีหุ่นยนต์และชีวการแพทย์ บาร์ทแล็บ (BART LAB) ซื่งบาร์ทแล็บเป็นกลุ่มวิจัยที่ทำงานวิจัยอย่างจริงจังกลุ่มแรกๆ ของคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล โดยมุ่งเน้นการทำวิจัยทางด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์ซึ่งใช้วิชาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ ผลพวงจากการวิจัยและบุคลากรของบาร์ทแล็บมีส่วนในการจัดตั้งภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ขึ้นในเวลาต่อมา ทั้งนี้ในปี 2548 บาร์ทแล็บได้รับการจัดตั้งอย่างเป็นทางการให้เป็น ศูนย์เครือข่ายวิจัยประยุกต์ทางเทคโนโลยีหุ่นยนต์และชีวการแพทย์ (www.bartlab.org) ซึ่ง ผศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ เป็นผู้อำนวยการศูนย์ฯ คนแรก

2548-2549
ในปี 2548-2549 มหาวิทยาลัยมหิดล มีความประสงค์จะจัดตั้งภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์และเปิดสอนหลักสูตรวิศกรรมศาสตรบัณฑิต ในสาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์อย่างจริงจัง คณะวิศวกรรมศาสตร์ได้ร่วมมือกับคณะต่างๆ เช่น คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล คณะแพทยศาสตร์โรงพยาบาลรามาธิบดี คณะวิทยาศาสตร์ คณะเทคนิคการแพทย์ คณะทันตแพทย์ โดยคณะวิศวกรรมศาสตร์ ได้เป็นเจ้าภาพในการพัฒนาหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต ในสาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์ ซึ่งเป็นหลักสูตรพหุวิชา (Multi-Disciplinary) นี้ คณาจารย์สำคัญที่ร่วมทำการผลักดันหลักสูตรนี้ ณ เวลานั้นได้แก่ ผศ.ดร.ธีรพร รับคำอินทร์ ผศ.ดร.ฉัตรชัย เนตรพิศาลวนิช (ปัจจุบันในตำแหน่ง รองศาสตราจารย์) ผศ.ดร.วรากร เจริญสุข และผศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ ในปีเดียวกัน ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ได้รับการจัดตั้งขึ้นเพื่อรองรับกิจกรรม การศึกษา ของหลักสูตรวิศวกรรมชีวการแพทย์ ทั้งในระดับ ปริญญาตรีและปริญญาโท โดย ผศ.ดร.ธีรพร รับคำอินทร์ รองคณบดีฝ่ายวิชาการ ในขณะนั้น ได้รับการแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่งรักษาราชการหัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ นอกจากนี้ภาควิชาฯ ได้รับคณาจารย์เข้าปฏิบัติงานในภาควิชาฯ คือ ดร.ปัณรสี ฤทธิประวัติ ดร.นรเศรษฐ์ ณ สงขลา และนายประชา แย้มบางยาง

2550
ในปี 2550 ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ ได้เปิดรับนักศึกษาในระดับปริญญาตรีขึ้นเป็นปีแรก โดยในปีเดียวกัน ผศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ ได้รับแต่งตั้งให้เป็นหัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ คนแรก นอกจากนี้ ดร.ปัณรสี ฤทธิประวัติได้จัดตั้งหน่วยปฏิบัติการวิจัย AIM LAB ขึ้น และผศ.ดร.บวรลักษณ์ อุณคานนท์ อาจารย์พิเศษจากภาควิชาวิศวกรรมเคมี ได้จัดตั้งหน่วยปฏิบัติการวิจัย STEN LAB ขึ้น

2551-2552
ในปี 2551 ภาควิชาฯ ได้รับอาจารย์ใหม่ คือ ดร.ยศชนัน วงศ์สวัสดิ์ และปีเดียวกัน ดร.นรเศรษฐ์ ณ สงขลา ได้จัดตั้งหน่วยปฏิบัติการวิจัย BioNEDD LAB ขึ้น โดยในเวลาต่อมา ดร.ยศชนัน วงศ์สวัสดิ์ ได้จัดตั้งหน่วยปฏิบัติการวิจัย BCI LAB ขึ้น นอกจากนี้ ผศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ ได้รับการย้ายอย่างเป็นทางการจากภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล มายังภาควิชาวิศวกรรม
ชีวการแพทย์ ซึ่ง ผศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ ได้ดำรงตำแหน่งหัวหน้าภาควิชาฯ อยู่

2553
ในปี 2553 ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ ได้เปิดสอนหลักสูตรปรัชญาดุษฏีบัณฑิต ในสาขาวิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ขึ้น ซึ่งจัดได้ว่าเป็นหลักสูตรระดับปริญญาเอกหลักสูตรแรกๆ ของคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล นอกจากนี้ภาควิชาฯ ได้รับ รศ.นพ.ปัญญา ไข่มุก ผู้เชี่ยวชาญทางด้านวิทยาศาสตร์การกีฬาและศัลยแพทย์ออร์โธปิดิกส์เข้าเป็นอาจารย์ประจำภาควิชาฯ ซึ่งในเวลาต่อมา ดร.พรภพ นัยเนตร ซึ่งได้สำเร็จการศึกษาในระดับปริญญาเอกจาก ประเทศออสเตรียได้เดินทางกลับมาเป็นอาจารย์ประจำภาควิชาฯ อีกหนึ่งท่าน

2554
ในปี 2554 ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ ได้รับอาจารย์ เพื่อเพิ่มศักยภาพของการเรียนการสอนและการวิจัย คือ ดร.พรพิมล ศรีทองคำ และ ผศ.ดร.พญ.บริสุทธิ์ แสนมโน หาญพานิช ทั้งนี้ ดร.พรพิมล เป็นผู้เชี่ยวชาญทางด้านไบโอเซ็นเซอร์โดยมีประสบการณ์การวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรีและศูนย์เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์ (เนคเทค) มากว่า 10 ปี และ ผศ.ดร.พญ.บริสุทธิ์ เป็นแพทย์ผู้เชี่ยวชาญทางด้านผิวหนังและมีความสนใจทางด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อ โดยมีประสบการณ์สอนจากคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ก่อนที่จะย้ายมาร่วมงานกับทางภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ มหาวิทยาลัยมหิดล

2555
ในปี พ.ศ. 2555 ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ได้รับ ดร.ศนิตตา ทองแพง ซึ่งจบการศึกษาจาก University of Wisconsin-Madison)ในสาขาวิศวกรรมระบบประสาท (Neural Engineering) และ BioMEMs เข้าร่วมทำงาน ในปีเดียวกัน อ.ดร.ศนิตตา ทองแพง ได้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการ Neuro-Exploration Technology (NEXT LAB) ขึ้น ซึ่งตั้งอยู่ที่ ชั้น 3 อาคาร 3 มหาวิทยาลัยมหิดล ศาลายา
ในปีนี้ ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ ได้รับพื้นที่ 600 ตารางเมตร เพิ่มขึ้นจากเดิม และได้รับการมอบหมายให้รับผิดชอบ ดูแลห้องปฏิบัติการสะอาด (Clean Room) ซึ่งมีมูลค่าถึง 10 ล้านบาท พื้นที่ที่เพิ่มขึ้นมานี้จะได้รับการปรับปรุงให้เป็น ห้องปฏิบัติงานแบบสองชั้น ภายใน Workshop ของอาคาร 3 คณะวิศวกรรมศาสตร์ เพื่อรองรับการขยายตัวของภาควิชาที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว
นอกจากนี้ ผศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ หัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ ได้รับมอบหมายให้เป็นผู้รับผิดชอบโครงการขนาดใหญ่ที่กำลังจะสร้างศูนย์เพื่อผู้สูงอายุและผู้ป่วยระยะสุดท้าย ที่ อ.หัวหิน จ.ประจวบคีรีขันธ์ ซึ่งอยู่ห่างจากกรุงเทพฯ 1.5 ชั่วโมง โดยประมาณ ในโครงการนี้ ผศ.ดร.จักรกฤษณ์ ศุทธากรณ์ เป็นผู้รับผิดชอบโครงการออกแบบและวิจัยเพื่อผู้สูงอายุและฟื้นฟูผู้ป่วยสูงอายุ