Кафедра нормальной физиологии является одной из первых кафедр, входивших в состав медицинского факультета Императорского университета, основанного в 1888 году в Томске.

Основателем и первым заведующим кафедрой был Владимир Николаевич Великий, который заведовал кафедрой с 1889 по 1903 годы. Основные научные интересы Владимира Николаевича были связаны с проблемами иннервации лимфатических сосудов, поджелудочной железы и селезенки. 

С 1903 по 1924 годы кафедру возглавлял выдающийся отечественный физиолог, профессор Алексей Александрович Кулябко, который впервые в мире восстановил деятельность изолированного сердца человека спустя 20 часов после смерти.

Эксперименты Алексея Кулябко по восстановлению функции сердца и головного мозга явились методологической основой для развития реаниматологии и трансплантологии сердца, и других органов.

Также Алексей Александрович изучал влияние нефти и ее производных на человеческий организм, влияние рентгеновских лучей на живые организмы, был основоположником радиобиологии в России.

В 1925 году заведующим кафедрой физиологии был избран Николай Александрович Попов, который заведовал кафедрой до 1928 года. С его приходом на кафедру каждая лекция стала сопровождаться демонстрацией опытов и наблюдениями за животными. В основу научной деятельности профессора Николая Попова легло изучение высшей нервной деятельности животных и нервно-гуморальных механизмов регуляции пищеварительных желез.

С 1930 по 1948 годы кафедрой физиологии заведовал профессор Борис Иванович Баяндуров. Примечательно, что Борис Иванович стал первым заведующим кафедрой нормальной физиологии Томского медицинского института.

В научном творчестве Бориса Ивановича можно выделить три главных этапа исследований: изучение секреторной функции пищеварительных желез; сравнительно-физиологическое изучение функции головного мозга методом условных рефлексов; изучение трофической функции головного мозга. 

Многие годы Баяндуров методом условных рефлексов изучал высшую нервную деятельность птиц. В этих исследованиях он использовал классические методы, разработанные в лаборатории академика Ивана Павлова.

Проведя значительное количество операций по удалению больших полушарий у птиц, получив и обработав огромный материал, касающийся образования искусственных условных рефлексов с различных рецепторов (глаз, ухо, нос, кожа, лабиринты и т. д.), установил механизмы развития разных видов внутреннего и внешнего торможения. Он доказал, что условные рефлексы у птиц могут осуществляться любым участком обоих полушарий головного мозга.

В 1948 году кафедру физиологии возглавил профессор, воспитанник и продолжатель традиций томской школы физиологов, ученик профессора Бориса Баяндурова Евгений Федорович Ларин. Основным направлением научных исследований Евгения Федоровича стало изучение функциональной взаимосвязи печени с органами пищеварительного тракта и другими системами организма.

С 1975 по 2022 годы кафедрой нормальной физиологии заведовал Михаил Андреевич Медведев, продолживший исследования, начатые профессором Евгением Лариным, по выяснению роли двенадцатиперстной кишки в поддержании гомеостаза, электролитного, клеточного и ферментного состава крови, а также в регуляции кроветворения, функции инсулярного аппарата поджелудочной железы, желчеобразовании и желчевыделении.

Михаил Медведев сохранил и преумножил Томскую научную школу, основы которой были заложены знаменитым физиологом Кулябко. Для развития науки он открыл в 1975 году второй в СССР (после московского мединститута им. Пирогова) медико-биологический факультет с целью подготовки профессиональных ученых в медицинских областях знаний. Основатель Томской школы по физиологии и биофизики гладких мышц желудочно-кишечного тракта. Принимал участие в создании Томского научного центра РАМН.

За годы работы на должности ректора Михаилом Медведевым укреплена материально-техническая база СибГМУ: были построены новые общежития для студентов, клинический корпус по Московскому тракту, еще один корпус по улице Савиных, профилакторий, спортивно-оздоровительный комплекс, детский сад на 140 мест.

Михаил Андреевич — 47 лет заведовал кафедрой нормальной физиологии автор более 500 научных трудов, в том числе 32 монографий, 4 учебников, 19 учебно-методических пособий. Имеет 2 патента на изобретения. Учениками академика Медведева называют себя 34 доктора и 57 кандидатов наук.

Профессором Михаилом Медведевым предложена и обоснована новая концепция функциональной организации периферического звена дистантной регуляции функции гладкомышечных органов и сосудов. Вместе с коллективом он обосновал новый подход к оценке роли ионных переносчиков как эффекторных систем, обеспечивающих реализацию регуляторных сигналов в гладких мышцах. 

В настоящее время кафедрой заведует доктор медицинских наук Юлия Владимировна Колобовникова. Юлия Владимировна в 2007 году защитила кандидатскую диссертацию на тему «Механизмы нарушения цитокинопосредованной кооперации эозинофилов и иммунокомпетентных клеток при лимфопролиферативных заболеваниях системы крови, а в 2013 году — докторскую «Роль эозинфильной реакции крови в иммунопатогенезе туберкулеза легких».