Program Studi Doktor (S3) Ilmu Kedokteran berdiri pada tahun 2000 melalui Surat Keputusan Dirjen Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia No. 52/DIKTI/Kep./2000, tanggal 9 Maret 2000. Program Studi ini tergabung di dalam Program Pascasarjana Universitas Udayana Denpasar. Sebagai bagian dari lembaga pendidikan Universitas Udayana, Program Studi Doktor (S3) Ilmu Kedokteran dari tahun ke tahun telah melakukan pembenahan-pembenahan diri dalam berbagai komponen. Program Studi sangat menjunjung tinggi sikap kejujuran dan keterbukaan akademik terhadap mahasiswanya maupun terhadap masyarakat. Wujud kejujuran dan keterbukaan terhadap masyarakat dapat dilihat dari adanya sosialisasi program studi yang secara rutin dilakukan. Mensosialisasikan program-program yang sedang dan telah dikembangkan di Program Studi Doktor Ilmu Kedokteran, dan melakukan kerjasama yang baik dengan masyarakat atau stake-holders melalui kerjasama dalam bentuk lokakarya, seminar, diskusi interaktif, dan kerjasama lainnya, yang dilaksanakan sebagai upaya meningkatkan kualitas lulusan. Sebagai wujud kepedulian terhadap masyarakat, program studi melakukan kegiatan Tri Darma Perguruan Tinggi melalui pengabdian kepada masyarakat. Bentuk pengabdian yang dilakukan disesuaikan dengan kemampuan dan potensi yang dimiliki program studi khususnya dalam bidang ilmu kedokteran.
SK Akreditasi Program Studi Nomor : 002/BAN-PT/Ak-IX/S3/VI/2010 tanggal 11 Juni 2010 dengan Nilai Akreditasi: B, berlaku sampai tanggal 11 Juni 2015, akreditasi selanjutnya mendapatkan akreditasi B dengan SK No: 0357/LAM-PTKes/Akr/Dok/II/2016. Pada awal pembentukan unit pengelolaan program studi S3 adalah Program Pasca Sarjana. Pada tahun 2016 Unit Pengelola Program Studi S3 Ilmu Kedokteran dipindahkan ke FK mengikuti regulasi Kementerian yang berlaku dengan SK No: 697/UN.14/HK/2016. Program Studi S3 Ilmu Kedokteran terus berkembang hingga saat ini dengan memiliki 8 Konsentrasi, yaitu:
- Ilmu Kedokteran Biomedik;
- Ergonomi-Fisiologi Kerja;
- Fisiologi Olahraga;
- Ilmu Kedokteran Reproduksi;
- Ilmu Kesehatan Masyarakat
- Ilmu Kedokteran Hewan;
- Anti Aging Medicine
- Ilmu Alam Dasar Kedokteran