西安交通大学与米兰理工大学在前期合作基础上，于2009年签订了“博士联合培养协议”。随后，两校学生联合培养模式、范围、学科领域不断扩大，探索出“对等交换、互免学费、双向交流”合作培养模式。科研合作始于西安交大的传统优势学科——电气工程，现已在文、理、工科全面展开，涉及电信、机械、管理、核科学、工业设计、航天航空、人文艺术、遗址保护、建筑等学科。2019年3月获教育部批准建筑学中外合作办学项目。2016年，两校签约共建联合设计学院，在中国西部科技创新港建设由米兰理工大学建筑设计大师设计的联合设计学院大楼。2019年9月，西安交大—米兰理工联合设计学院、联合创新中心入驻中国西部科技创新港。