徐州醫科大學研究生院是負責學校研究生教育和學科建設的職能部門。其前身是早期設立的徐州醫學院科研處研究生科；1996年，學校撤銷科研處研究生科建制，成立徐州醫學院研究生部；2009年，研究生部更名為研究生學院。
學校培養研究生的歷史可追溯至上世紀八十年代，1985年起開始招收和培養碩士研究生，2014年起開始招收和培養博士研究生。我校研究生教育工作秉承“艱苦創業、不斷創新、勇於創優”的徐醫精神，為國家和地區醫療衛生事業發展，源源不斷地輸送高層次優秀人才。截至2016年6月，畢業研究生總數為4169人。
目前，學校已建立完整的研究生教育和學位授予體系：有臨床醫學和生物學2個一級學科博士點；臨床醫學、生物學、基礎醫學、藥學、公共衛生與預防醫學5個一級學科碩士點；臨床醫學和藥學2個碩士專業學位授權點。
截至2016年5月的數據統計，學校共有全日制在讀碩士、博士研究生1545人（占全日制在校生總數的12.7%），其中博士研究生14人。2016年，學校研究生招生規模繼續擴大，全日制碩士、博士研究生的招生錄取人數已分別達到616人和13人。
學校共有博士生導師34人，碩士生導師611人，其中有長江學者特聘教授、衛生部和省有突出貢獻中青年專家、省高層次創新創業人才、省優秀醫學人才、省“科教興衛工程”醫學領軍人才、省“科教興衛工程”醫學重點人才、省“333工程”培養對象和江蘇省教育廳、衛生廳科技創新團隊等一批優秀教師及團隊。
