Zwischen Spalenvorstadt und dem alten Zeughaus am Petersplatz entstand 1884/85 als Ort von Anatomie und Physiologie das Vesalianum, benannt nach dem Anatom Andreas Vesal, der wegen der Drucklegung des berühmten anatomischen Tafelwerks «De humaniscorpora fabrica» 1542 bei Oporin nach Basel gekommen war und da eine ebenso berühmte öffentliche Sektion eines menschlichen Leichnams vorgenommen hatte.

Wie schon beim Bau des Bernoullianums wurde die Hälfte der Baukosten von der Freiwilligen Akademischen Gesellschaft (FAG) übernommen. Wilhelm His, noch für beide Bereiche, Anatomie und Physiologie, zuständig, freute sich an der Eröffnungsfeier vom 28. Mai 1885: «Als ein frisches Glied reiht sich das Vesalianum in den Kranz von jenen baslerischen Institutionen ein, die einem schönen Zusammenwirken von staatlicher Fürsorge und privater Opferwilligkeit ihr Dasein verdankt.» Das Gebäude sollte zum wichtigen Wirkungsort von (Johannes) Friedrich Miescher (1844-1895) werden, dem Entdecker der Nukleinsäure. Miescher wurde 1871 eine Professur für Physiologie übertragen und er gründete am Vesalianumdas das erste Physiologische Institut der Schweiz.

Das Gebäude diente rund vier Jahrzehnte der ursprünglichen Zweckbestimmung. 1921 konnte die Anatomische Anstalt im St. Johann einen Neubau beziehen. Die Physiologische Anstalt musste in den folgenden Jahren das Vesalianum mit der 1921 geschaffenen Physiologisch-Chemischen Anstalt bzw. dem Bio-Chemischen Institut und dem 1922 entstandenen Pharmakologischen Institut teilen. 1931 kam noch die Abteilung für Vitaminuntersuchungen hinzu. Räumliche Verbesserungen brachte 1941 der Wegzug der Pharmakologen, die bis zu ihrer Übersiedlung 1972 ins Biozentrum im zentralen Spitalkomplex unterkamen, sowie der beim Vesalianum vorgenommene und 1967 abgeschlossene Erweiterungsbau.

Bei den Bauarbeiten zum Vesalianum 1884/85 wurden Überreste des ersten Jüdischen Friedhofs in Basel entdeckt. Es wurden auf den Areal 25 Gräber freigelegt. Dieser Friedhof wird erstmals 1264 in den Urkunden erwähnt. Er wurde im Zusammenhang mit den Basler Judenpogromen 1348/49 verwüstet. Hunderte von Grabsteinen wurden fortgeschleppt und als Baumaterial wieder verwendet. Beim Abriss des alten Zeughauses und beim Bau des Kollegienhauses kamen weitere Gräber mit 150 Skeletten zutage, dazu 10 Grabsteine und 25 Grabsteinfragmente.