震旦大學的前身是震旦學校、震旦學院。光緒二十八年（1902）初冬，南洋公學（交通大學前身）發生學生集體退學事情，馬相伯的學生、總教習蔡元培介紹南洋公學部分學生向馬相伯求學。馬相伯有感中國大學教育之艱難，萌發自己創立大學之念，租用上海徐家匯老天文臺余屋，于1903年2月28日創辦震旦學院。“震旦”為梵文，“中國”之謂，含“東方日出，前途無量”之意。

震旦學院成立后，馬相伯任監院（即院長），學校以“廣延通儒，培養譯才”為宗旨，設文學、質學（科學）專業，學制二年，后來發展為文學、致知（哲學）、象數（數學）、形性（理科）四大學科。

震旦學院開學初期，學生很少，只有20人。但是漸漸來震旦學院求學的人就多了起來，一年后，學生近百人，是開辦時的4倍。學校是教會辦的，講課用西語，其教材自然選擇西語教材。

光緒三十一年（1905）春，在課程設置和校務管理上，馬相伯與耶穌教會發生沖突，耶穌會欲變震旦為教會學校，讓馬相伯“養病”退出，另派法國神父南從周為總教習，改變辦學方針，另立規章。學生大嘩，摘下校牌，全體退學。馬相伯決議站在學生一邊，在張謇、嚴復、袁希濤、熊希齡等社會名流，以及兩江總督周馥的支持下，在江灣另創復旦公學（后來的復旦大學），1905年9月13日復旦公學開學。校名“復旦”二字選自《尚書大傳·虞夏傳》中“日月光華，旦復旦兮”的名句，意在自強不息，寄托當時中國知識分子自主辦學、教育強國的希望。

光緒三十四年（1908），由耶穌會接辦的震旦學院擬遷址盧家灣，馬相伯不計前嫌，捐現銀4萬元，及公共租界、法租界地基8處（時值10萬多元），以購置呂班路（今重慶南路）土地100畝，建造新校舍。

1932年震旦學院在教育部注冊，改名震旦大學，下社文學院、法學院、醫學院和理學院。理學院有數理學、機電工程學、建筑工程學、化學工程學四個系。從1912年開始，震旦學院就授予理學碩士學位。1917年授予第一批醫學博士學位。1937年秋，震旦創建震旦女子學院，院址在蒲石路（今長樂路）。到1939年9月，震旦女子學院有學生120人。

震旦大學的教學以法國大學學士學位教程為模板，學制預科三年，高級科目三年，醫科六年（預科二年），學生畢業相當于法國碩士水平。震旦大學的醫學學科，當年非常有名，1915年時可以授予醫學博士學位。

震旦大學的規模比較少，但是醫科特別有名。醫科淘汰率高，從1932年起，醫科學生招生55名，但是能夠順利畢業的學生，每屆不過二三十名，到1934年該學院畢業的醫生總共才89名。1932年獲教育部批準立案，醫科改為醫學院，增設牙醫系，學制四年。1948年牙醫系改稱牙醫學院，學制六年。震旦大學的醫科在民國時期還是有聲譽的，在教會創辦的醫院中，75％以上的醫師都是震旦大學醫學院的畢業生。

1952年院系調整，私立震旦大學被拆銷，醫學院與圣約翰大學醫學院、德醫學院，合并成立上海第二醫學院（上海第二醫科大學），校址在原震旦大學盧灣校址。2005年7月18日第二醫科大學并入上海交通大學。