Национальный медицинский университет имени А. А. Богомольца активно сотрудничает с ВООЗ и ЕРБ ВООЗ. Университет заключил 43 соглашения с международными и зарубежными организациями и учреждениями, участник 27 образовательных и 49 научных международных проектов. Партнер программы Европейского Союза «Erasmus Mundus» для обеспечения мобильности студентов и преподавателей, совместно с Каролинским институтом (Швеция) реализуется учебно-научная программа по подготовке молодых ученых. Также происходит плодотворное сотрудничество с Советом международных исследований и обменов (IREX), Европейской ассоциация школ здравоохранения, Международной ассоциация медицинского образования Европы, Европейским региональным бюро ВОЗ, Федерацией учреждений здравоохранения Франции La FEHAP, Консорциумом европейских университетов, Агентством по международному развитию, с фондами Фогарти, «Возрождение», Фулбрайта, Юридической Ассоциацией Южной Америки, Благотворительным фондом «Медицинской помощи», с Межуниверситетским центром науки и сотрудничества Восточной и Южно-Восточной Европы (Италия), Европейской ассоциацией общественного здоровья, Восточно-Европейская сеть университетов (Польша), Немецкой службой ДААД, Агентством по международному развитию (США).
Национальным медицинским университетом имени О. О. Богомольца была подписана Великая Хартия Университетов (Magna Charta Universitatum).
Продолжается сотрудничество НМУ имени А. А. Богомольца с такими высшими учебными заведениями как Иллинойский университет, Университет Айовы, Институт иммунологии, Национальный институт окружающей среды и здоровья и Университет Алабамы в Бирмингеме (США), Оксфордский университет, Бристольский университет и Центр медицинского образования (Великобритания), Каролинский институт (Швеция), Всемирная академия медицины Альберта Швейцера, университеты Бордо и Тулузы (Франция), университеты Вюрцбурга и Гумбольдта (Германия), университеты Бари, Модены, Болоньи и Феррара (Италия), Национальная школа здравоохранения, Афинский Каподистрийский университет и Университет Аристотеля (Греция), Трнавский университет здравоохранения, Университет здравоохранения св. Альжбеты и Онкологический институт св. Альжбеты (Словакия), Ягеллонский университет, Академия медицины, Институт общественного здоровья и Гуманитарная Академия (Польша), Дебреценский университет и Университет им. Семмельвейса Будапешта (Венгрия), Каунасский университет медицины и Вильнюсский университет (Литва), Университет Гази и Средне-восточный технический университет (Турция), Институт экологии человека и гигиены окружающей среды имени О. М. Сисина, Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова и Московский государственный медико-стоматологический университет (Российская Федерация), Университет Аль-Масира Аль-Кобра (Ливия), Университет Копенгагена (Дания), Азербайджанский медицинский университет, Университет Альгарве (Португалия), Университет Роттердам (Нидерланды), Университет де Усто (Испания), Университет Варны (Болгария), Университет медицины и фармации Яссы (Румыния), Санкт-Петербургская государственная медицинская академия имени И, И. Мечникова (Российская Федерация), Мемориальный институт здоровья ребенка в Варшаве (Польша), Международный институт медицинского образования (США).