เมื่อปี พ.ศ. 2538 ศาสตราจารย์ ดร. สุจินต์ จินายน อธิการบดีมหาวิทยาลัยนเรศวรในสมัยนั้น ได้จัดทำแผนการจัดตั้งคณะสหเวชศาสตร์ โดยเสนอให้ทบวงมหาวิทยาลัยพิจารณาบรรจุไว้ในแผนพัฒนาการศึกษาระดับอุดมศึกษาระยะที่ 8 (พ.ศ. 2540-2544) และได้พิจารณาเห็นว่า รองศาสตราจารย์ทวีสุข กรรณล้วน จากภาควิชาเคมีคลินิก คณะเทคนิคการแพทย์ มหาวิทยาลัยมหิดล เป็นผู้มีความรู้และประสบการณ์ด้านการบริหารและการจัดการเรียนการสอนในสาขาวิชาสหเวชศาสตร์ สามารถให้คำปรึกษา แนะนำ และช่วยจัดทำแผนการจัดตั้งคณะสหเวชศาสตร์ของมหาวิทยาลัยนเรศวร ให้สามารถดำเนินไปได้ตามเป้าหมาย จึงได้เรียนเชิญ รองศาสตราจารย์ทวีสุข กรรณล้วน เป็นที่ปรึกษาโครงการจัดตั้งคณะสหเวชศาสตร์ ของมหาวิทยาลัยนเรศวร ตั้งแต่วันที่ 1 กันยายน พ.ศ. 2538 โดยเป็นการให้คำปรึกษาและร่วมประชุมเป็นครั้งคราว
ต่อมาในปี พ.ศ. 2539 สภามหาวิทยาลัยนเรศวรในคราวประชุมครั้งที่ 56 (6/2539) เมื่อวันที่ 17 กรกฎาคม พ.ศ. 2539 ได้มีมติเห็นชอบให้มหาวิทยาลัยแต่งตั้ง รองศาสตราจารย์ทวีสุข กรรณล้วน เป็นผู้อำนวยการโครงการจัดตั้งคณะสหเวชศาสตร์ ตั้งแต่วันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 2539 เพื่อทำหน้าที่บริหารงานของโครงการฯและประสานงานกับหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง รวมทั้งหน้าที่อื่นๆ ตามที่มหาวิทยาลัยมอบหมาย โดยมหาวิทยาลัยนเรศวรได้ขออนุมัติการยืมตัว รองศาสตราจารย์ทวีสุข กรรณล้วน มาช่วยราชการ ณ โครงการจัดตั้งคณะสหเวชศาสตร์เป็นครั้งคราว โดยมีสำนักงานชั่วคราวของโครงการจัดตั้งคณะสหเวชศาสตร์อยู่ที่ชั้น 3 คณะเภสัชศาสตร์
คณะสหเวชศาสตร์ มุ่งเน้นผลิตบัณฑิตด้านสหเวชศาสตร์ สาขาวิชาเทคนิคการแพทย์ เทคโนโลยีหัวใจและทรวงอก รังสีเทคนิค กายภาพบำบัด และสาขาวิชาอื่นทางด้านสหเวชศาสตร์ ให้เป็นผู้ที่มีความรู้คู่คุณธรรม มีวินัย ใฝ่เรียนรู้ มีความรับผิดชอบ มีความคิดสร้างสรรค์ ร่วมทำงานเป็นกลุ่มได้เป็นอย่างดี มีจิตสำนึกในการให้บริการ เพื่อส่งเสริมสุขภาพประชาชนให้มีคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้น อีกทั้งมุ่งสร้างองค์ความรู้ด้วยการศึกษาวิจัยที่ก่อให้เกิดประโยชน์ต่อการพัฒนาประเทศ นำไปสู่ความเป็นไท ความเป็นเลิศทางวิชาการระดับนานาชาติ และให้บริการทางวิชาการแก่สังคม ตลอดจนทำนุบำรุงศิลปวัฒนธรรมให้เป็นมรดกล้ำค่าของชาติสืบไป