医学系是在通辽市卫生学校基础上组建起来的教学系，至今已有50多年的发展历史。现有教职工72人，双师素质型教师38人，是一支注重素质教育与实践技能，注重改革与创新的高效精干、积极进取、踔厉奋发、勇毅前行的师资队伍。
医学系现有口腔医学、蒙医学两个临床医学国控专业以及康复治疗技术、医学影像技术、口腔医学技术、眼视光技术四个医学技术专业，共6大专业，在校生达1700余人。拥有通辽职业学院附属医院、通辽职业学院附属口腔医院两所附属医院，是学生学习成长的校内平台。校外实训基地分布广泛，在通辽、大连、秦皇岛、长春、沈阳、北京、天津、包头、呼和浩特市、赤峰市、乌兰浩特市等地设有长期合作实训实习基地，已与通辽市医院、内蒙古民族大学附属医院、通辽市第一人民医院、通辽市第二人民医院、乌兰浩特市人民医院、赤峰学院附属医院、内蒙古包钢医院等多家医院进行教学、实习实训等合作。学生就业渠道广，毕业生就业率逐年递增，达到95%以上。
医学系实验（实训）区建筑面积达5000余平方米，共40多个实验（实训）室，是一个集现代化、多功能于一体的综合性实践教学基地。中心以“实景、实操、实战”为理念，构建了高度仿真的医疗工作环境，形成了融“教学、实训、临床”于一体的完整教学闭环。