在国内外医学教育专家的建议和指导下，医学实验班的培养计 划分为三个阶段，即“3+2+3”模式。

第一阶段：1~3年级。

3年时间依托清华大学的综合办学优势，建立医学生的知识基础和人文修养，认识生命的价值和核心规律。要求学生掌握现代生物学的基础理论、知识和技能；坚实的医学基础理论和知识；系统的群体健康知识；良好的交流、信息管理、科学思维和终身学习能力。在清华大学由医学院、生命科学学院、化学系等院系教学，完成包括人文社会科学基础课程，自然科学基础课程，基础专业课程，及基础医学课程。并安排“临床医学见习”等实践教学。

第二阶段：4~5年级。

医学实验班中每一个符合要求的学生都将公派至海外一流大学，进入国际前沿的实验室进行严格的科研训练。采用“双导师制”，在国外一流医学院校进行生物医学的科研训练，在导师指导下从事生命科学与转化医学相关领域的科学研究，使医学生受到严格而系统的科学思维和作风训练；同时培养学生良好的科学素养和合作精神， 国际视野与创新意识。

第三阶段：6~8年级。

3年时间在国内大型综合性医院进行临床医学课程的学习和临床实习。目前与医学实验班临床教学具有密切关系的临床医院有：北京协和医院、北京清华长庚医院；学生在临床所修课程包括：诊断学、内科学、外科学、妇产科学、儿科学、神经病学、精神病学、眼科学、耳鼻喉科学、口腔科学等40门临床医学课程。

学生完成八年全部学业后获得临床医学博士学位( Medical Doctor， M.D.)。