ทบวงมหาวิทยาลัยได้อนุมัติให้จัดตั้งคณะสัตวแพทยศาสตร์ตามหนังสือทบวงมหาวิทยาลัยที่ ทม 0204(3)5875 ลงวันที่ 14 มีนาคม 2540 และได้ประกาศให้เป็นคณะสัตวแพทยศาสตร์ในพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งส่วนราชการในมหาวิทยาลัยมหิดล ทบวงมหาวิทยาลัย พ.ศ. 2540 ตามราชกิจจานุเบกษา เล่ม 114 ตอนที่ 52 ก. ลงวันที่ 2 ตุลาคม 2540

     การก่อตั้งคณะสัตวแพทยศาสตร์ ในขณะนั้นคณะฯ ยังไม่มีการแบ่งหน่วยงานภายในอย่างชัดเจน ต่อมาเมื่อวันที่ 18 สิงหาคม 2553 ได้มีประกาศมหาวิทยาลัยมหิดล เรื่อง การแบ่งหน่วยงานภายในส่วนงานของมหาวิทยาลัยมหิดล เพื่อให้การบริหารงานภายในส่วนงาน สามารถตอบสนองวิสัยทัศน์ พันธกิจและยุทธศาสตร์ของส่วนงาน ตลอดจนทำหน้าที่จัดการศึกษา ทำการวิจัย ให้บริการทางวิชาการ และสนับสนุนการดำเนินงานต่างๆ ของส่วนงาน

  อาศัยอำนาจตามความในมาตรา 11 วรรคสอง และมาตรา 24(6) แห่งพระราชบัญญัติมหาวิทยาลัยมหิดล พ.ศ. 2550 สภามหาวิทยาลัยมหิดล ในการประชุมครั้งที่ 441 เมื่อวันที่ 18 สิงหาคม พ.ศ. 2553 จึงออกประกาศ ให้แบ่งหน่วยงานภายในคณะสัตวแพทยศาสตร์ 2 ภาควิชา ดังนี้

1.      ภาควิชาปรีคลินิกและสัตวศาสตร์ประยุกต์

2.      ภาควิชาเวชศาสตร์คลินิกและการสาธารณสุข

      จึงได้แต่งตั้งหัวหน้าภาควิชาปรีคลินิกและสัตวศาสตร์ประยุกต์คนแรก คือ  อ.ดร.สพ.ญ.ทวีวัลย์ ตันสถิตย์ ตามคำสั่งมหาวิทยาลัยมหิดล ที่ 547/255 เรื่อง แต่งตั้งหัวหน้าภาควิชาเมื่อวันที่ 21 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2555 ให้ดำรงตำแหน่งหัวหน้าภาควิชาปรีคลินิกและสัตวศาสตร์ประยุกต์  

          ต่อมา ได้แต่งตั้งหัวหน้าภาควิชาปรีคลินิกและสัตวศาสตร์ประยุกต์ตามลำดับ ดังนี้

คนที่ 1  ผศ.ดร.สพ.ญ.ทวีวัลย์ อิศรางกูร ณ  อยุธยา ดำรงตำแหน่งวันที่ 21 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2555 - 1 พฤศจิกายน 2555

คนที่ 2  ผศ.ดร.น.สพ.ปริญ สุวรรณประภา ดำรงตำแหน่งวันที่ 17 มกราคม พ.ศ. 2556 - 16 มกราคม 2560

คนที่ 3  ผศ.ดร.น.สพ.ปริญ สุวรรณประภา ดำรงตำแหน่งวันที่ 17 มกราคม พ.ศ. 2560- 17 มีนาคม พ.ศ. 2562

คนที่ 4  ผศ.ดร.น.สพ.ปริญ สุวรรณประภา รักษาการแทนตำแหน่งหัวหน้าภาควิชา ฯ 

 วันที่ 18 มีนาคม พ.ศ. 2562 - 19 มิถุนายน พ.ศ.2562

คนที่ 5  ผศ.ดร.สพ.ญ.นลิน อารียา ดำรงตำแหน่งวันที่ 20 มิถุนายน 2562 - วันที่ 19 มิถุนายน พ.ศ.2566

คนที่ 6 อ.ดร.น.สพ.ดุลยทรรศน์ กรณฑ์แสง ดำรงตำแหน่งวันที่ 20 มิถุนายน พ.ศ.2566 - ปัจจุบัน