การดำเนินงานของโครงการจัดตั้งฯ ได้เริ่มต้นขึ้นด้วยการจัดทำหลักสูตรสัตวแพทยศาสตรบัณฑิตและวิทยาศาสตรบัณฑิต(สัตวศาสตร์ประยุกต์) โดยความรับผิดชอบจากคณะอนุกรรมการจัดทำหลักสูตรสัตวแพทยศาสตรบัณฑิตและวิทยาศาสตรบัณฑิต(สัตวศาสตร์ประยุกต์) ซึ่งมีอาจารย์พีระศักดิ์ จันทรประทีป เป็นประธานอนุกรรมการจัดทำหลักสูตรฯ ซึ่งทบวงมหาวิทยาลัยได้พิจารณารับทราบให้ความเห็นชอบหลักสูตรสัตวแพทยศาสตรบัณฑิต(หลักสูตรใหม่ พ.ศ. 2541) เมื่อวันที่ 30 มกราคม 2541 รวมทั้งการดำเนินการขอจัดตั้งคณะสัตวแพทยศาสตร์ขึ้นจนสำเร็จโดยทบวงมหาวิทยาลัยอนุมัติให้จัดตั้งคณะสัตวแพทยศาสตร์เป็นสำนักงานคณบดีตามหนังสือทบวงมหาวิทยาลัยที่ ทม0204(3)/5875 ลงวันที่ 14 มีนาคม 2540 และได้ประกาศให้เป็นคณะสัตวแพทยศาสตร์ในพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งส่วนราชการในมหาวิทยาลัยมหิดลทบวงมหาวิทยาลัย พ.ศ. 2540 ตามราชกิจจานุเบกษา เล่ม 114 ตอนที่ 52 ก. ลงวันที่ 2 ตุลาคม 2540
จนกระทั่งเมื่อวันที่ 2 ตุลาคม 2541 ทางคณะสัตวแพทยศาสตร์ ได้รับความช่วยเหลือจากผู้ช่วยศาสตราจารย์นายสัตวแพทย์ปานเทพ รัตนากร ซึ่งดำรงตำแหน่งนายกสมาคมสัตวแพทย์ผู้ประกอบการบำบัดโรคสัตว์แห่งประเทศไทยอยู่ในขณะนั้น มาช่วยราชการในส่วนของการบริหารภายในคณะฯ และได้รับช่วงดำรงตำแหน่งรักษาราชการแทนคณบดีคณะสัตวแพทยศาสตร์ เมื่อวันที่ 1 ธันวาคม 2541 และ วันที่ 17 มีนาคม 2542 สภามหาวิทยาลัยมหิดล ได้มีคำสั่งแต่งตั้ง ผู้ช่วยศาสตราจารย์นายสัตวแพทย์ปานเทพ รัตนากร ดำรงตำแหน่งคณบดีคณะสัตวแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยมหิดล จึงถือได้ว่าผู้ช่วยศาสตราจารย์ปานเทพ รัตนากร เป็นคณบดีคนแรกของคณะสัตวแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดลเมื่อปี 2542 ซึ่งเป็นปีเดียวกับที่คณะสัตวแพทยศาสตร์ได้มีนักศึกษาสาขาสัตวแพทยศาสตร์รุ่นแรก
ปัจจุบันคณะสัตวแพทยศาสตร์ประกอบด้วยอาคารทั้งสิ้น 2 อาคาร คืออาคารเรียนและปฏิบัติการรวมด้านสัตวศาสตร์และสัตวแพทยศาสตร์ ซึ่งเป็นอาคาร 9 ชั้นเพื่ออำนวยความสะดวกในด้านการเรียนการสอนสำหรับนักศึกษารวมถึงสำนักงานคณบดีด้วย และยังมีอาคารเรียนและปฏิบัติการรวมด้านคลินิกสัตวแพทย์และสัตวศาสตร์ประยุกต์ หรือโรงพยาบาลสัตว์เพื่อประโยชน์ในด้านการเรียนการสอนภาคปฏิบัติสำหรับนักศึกษาและบริการทางวิชาการแก่สังคมต่อไป นอกจากนี้คณะสัตวแพทยศาสตร์ยังมีการก่อสร้างอาคารเรียนและปฏิบัติการรวมทางด้านสัตวแพทยศาสตร์ด้านปศุสัตว์และสัตว์ป่า ณ กาญจนบุรี ซึ่งมีกำหนดแล้วเสร็จภายในสิ้นปี พ.ศ. 2546 class in 1999