战国时代的《黄帝内经》奠定了我国中医药学的基础。汉代出现了两大名医，即外科医生华佗和内科医生张仲景，他们与扁鹊一起被称为中医三大祖师。
华佗字元化，沛国谯（今安徽亳县）人，大约生于公元2世纪前半叶，生平不详。在中国民间，有大量关于他的神奇医术的故事流传。最有名的传说是他曾为关羽刮骨疗毒。华佗之死据说与曹操有关。曹操经常头痛，只有华佗的针灸能够治好，于是曹操想让华佗成为自己的私人医生。但华佗想着人世间有更多的病人需要他去医治，所以没有答应。曹操一怒之下将华佗杀害了，其时公元208年。据史书记载，华佗最著名的手术是用麻沸散作为麻醉剂实施腹腔外科手术。他先让病人喝酒服下麻沸散，病人醉倒后无知觉，便可对腹腔施行手术。手术完毕后缝合并涂上神妙的膏药，四至五天后伤口愈合，一个月内完全恢复正常。在这么遥远的年代，能够成功施行如此复杂的外科手术，的确是世界医学史上的大事。华佗被称为外科之祖亦当之无愧。
华佗在医学上的另一建树是提倡体育锻炼，以防止患病。他继承先秦以来的导引术传统，首创了模仿虎、鹿、熊、猿、鸟五种禽兽的自然动作而编创的“五禽戏”。华佗的弟子吴普一直练“五禽戏”，直到90岁还耳聪目明，牙齿完好。
作为一代名医，华佗不仅有高超的外科医术，而且懂脉象，会针灸，善处方。他注重察声观色，是中医综合诊断传统的继承和光大者。晋人王叔和的《脉经》中有一篇题为“扁鹊、华佗察声色要诀”的文字，记录了不少华佗处理过的病例。据说，华佗在曹操的牢狱中曾将其一生的医术总结成《青囊经》，交与狱卒以期流传后世，可惜狱卒怕连累自己不敢接受这份稀世珍宝。华佗在无奈中将其烧毁，遂成千古遗憾。
与华佗大体同时，东汉末年还出了另一位名医张仲景。他生于南阳（今河南南阳市）一个地主家庭，从小有条件读书。当时战火连天，人民挣扎在死亡线上的景象给张仲景以很深的触动，因此内心很想学医，以解除天下百姓身体上的痛苦。成年以后，他因饱读诗书而官拜长沙太守。但官场上的黑暗使他不愿混迹其中，不久即辞官专心研究医学。自春秋战国以来，我国医药学已经有了很大的发展，出现了许多综合性的和专科的医书。据历史记载，到公元前26年，皇家即已收藏医经7家，216卷，经方11家，274卷。张仲景广泛阅读这些著作，并加以总结概括，于3世纪初写成了《伤寒杂病论》。
《伤寒杂病论》被晋人王叔和整理成《伤寒论》和《金匮要略方论》两部分，前者主要论述伤寒等急性传染病，后者主要论述内科病以及某些妇科病和外科病。该书创造性地提出了中医诊断学中的“六经辨证”（病分太阳、阳明、少阳、太阴、少阴、厥阴六类）和“八纲原理”（阴、阳、表、里、虚、实、寒、热），确立了中医传统的辨证施治的医疗原则，奠定了我国中医治疗学的基础。不仅如此，《伤寒杂病论》中还选收了300多个药方，说明了配药、煎药和服药所遵循的原则，构成了一部非常有价值的经方。总的来说，在我国中医药史上，《伤寒杂病论》是一部里程碑式的著作。
秦汉以降，我国名医和医书层出不穷，体现了中医药学发展的延绵不绝和繁荣景象。在中药学方面，现存最早的药物学专著是汉代的《神农本草经》，后有南朝陶弘景的《神农本草经集注》、唐代的《新修本草》、宋代唐慎微的《经史证类备急本草》，以及最为著名的明代李时珍的《本草纲目》。在针灸学方面，有皇甫谧及其《针灸甲乙经》、宋代王惟一及其《铜人腧穴针灸图经》、元代滑寿及其《十四经发挥》等。在其他方面，晋代王叔和的《脉经》是中医传统的切脉诊断术的一部经典之作，葛洪的《肘后方》、巢元方的《诸病源候论》、孙思邈的《千金方》、王焘的《外台秘要》都是我国医学宝库中的珍品，是中医学理论体系的有机组成部分。
中医学整体上的进步体现在理论与实践两方面水平的提高。唐代名医孙思邈是中医史上一位极其重要的人物，在理论和实践两方面均大大提升了中国医学的水平。他大约生于公元581年，京兆华原县（今陕西耀县）人，自幼钻研医术，又善谈老庄，使中医理论更富思辨色彩。在孙思邈的著作中，不仅有如何治病的临床手段和方法，而且贯穿着医德、养生和巫术理论。他唯一幸存的著作《千金方》，第一卷就讨论了医德问题。在书中，他指出光读几本方书不能算好医生，还必须涉猎群书，读五经三史、诸子百家、道论释典等。他主张医生必须有高尚的品德，不能贪图财物，对求治病人无论贵贱应一视同仁。《千金方》还谈到了养生问题，如提出去“五难”（去名利、喜怒、声色、滋味、神虑）、“十二少”（少思、少念、少欲、少事、少语、少笑、少愁、少荣、少喜、少怒、少好、少恶），以及按摩、调气、适时服食等。《千金方》的疗法简单易行，是孙思邈取前人之精华编制的。但有些疗法带有很浓重的巫术色彩，如认为将斧柄置于产妇床下就能生男不生女等。此外，该书收集了800多种药物的使用方法，并对其中200多种的采集和炮制做了详细论述。这些内容既是孙思邈对前人药学知识的继承，更是他多年实地采药丰富经验的总结，在中药学上有极高的价值。他被后世尊称为“药王”是当之无愧的。据说他活了101岁，于公元682年去世。
提到中国古代的大医学家，人们肯定都会想到李时珍。这位以巨著《本草纲目》传世的明代名医生于湖北蕲州（今蕲春县内）一个医生世家。他自幼多病，每每靠父亲的医术转危为安，因此对病人的痛苦和医生的重要性有切身的感受。像当时所有的青年人一样，李时珍一开始也读诗书、考科举，但自14岁考中秀才后始终未能中举，遂放弃科举之途，潜心学医。在学医的过程中，李时珍注意到前人的《本草》错误很多。这些错误如不纠正，将会产生严重的后果。他便立志重新编纂一部《本草》。为了写好这本书，他不但阅读了800多种书籍，而且实地考察了许多地方，收集标本和单方，进行药物试验。历时20多年，终于写成52卷、190万字的巨著《本草纲目》。全书分16部（水、火、土、金石、草、谷、菜、果、木、服器、虫、鳞、介、禽、兽、人），62类，共收录药物1892种，附方11096个，此外还配有插图1160幅。所收药物有近四分之一为新增。每一种药以正名为题，先释名，把各种异名解释清楚；再集解，说明其形状、出处、产地和采集方法；再列“修治”“气味”“主治”和“发明”等项；最后附药方。本书规模宏大，内容准确严谨，是我国药学的集大成之作。不仅如此，《本草纲目》所列部类反映了我国古代对自然界万物的分类思想，具有极高的思想史价值。正如李时珍的儿子李建元所说，该书“虽名医书，实该物理”，不仅是一部伟大的药物学著作，也是一部伟大的博物学、生物学和化学著作。《本草纲目》于1596年在南京出版时，李时珍已经去世，但他留下的这部巨著对中国和世界的科学事业都产生了重要的影响。在我国，此书被翻刻了30多次，有许多不同的版本传世。明万历年间传至日本后，在日本也被翻刻了9次。以后逐步传向欧洲，先后被译成拉丁文、法文、英文、俄文等。
