มหาวิทยาลัยมหิดลส่งเสริมการสร้างเครือข่ายความร่วมมือระดับสากลเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน อย่างต่อเนื่อง เริ่มต้นจากสร้างหลักสูตรเฉพาะด้านการพัฒนาอย่างยั่งยืนให้นักศึกษาในทุกระดับการศึกษา รวมถึงระดับประกาศนียบัตร และบุคลากรมหาวิทยาลัยทั้งสายวิชาการและสายสนับสนุน เพื่อให้ความรู้ความเข้าใจแก่นักศึกษาและบุคลากรทุกคนเรื่องการพัฒนาที่ยั่งยืนของสหประชาชาติ (SDGs) นอกจากนี้ยังมีหลักสูตรระยะสั้น เช่น Sustainable Transportation โดยคณะวิศวกรรมศาสตร์ ซึ่งสามารถเรียนรู้ได้โดยไม่มีค่าใช้จ่ายผ่านช่องทาง Mahidol University Extension (MUx) เป็นต้น การสนับสนุนให้เกิดการเรียนรู้ในระดับมหาวิทยาลัยส่งผลให้นักศึกษาสามารถนำความรู้ความเข้าใจไปประยุกต์ใช้ และเห็นความสำคัญของการพัฒนาอย่างยั่งยืนในระดับสังคม ประเทศ และนานาชาติ เช่น คณาจารย์และนักศึกษาของวิทยาลัยนานาชาติมหิดลเข้าร่วม Asia Pacific Day for the Ocean จัดโดยคณะกรรมาธิการเศรษฐกิจและสังคมแห่งสหประชาชาติสำหรับเอเชียและแปซิฟิก (UNESCAP) เพื่อแลกเปลี่ยนความคิดเห็นและเสวนาเรื่องการอนุรักษ์ท้องทะเลผ่านการประมงและการขนส่งที่ยั่งยืน รวมไปถึงการกำจัดมลภาวะทางทะเลผ่านความร่วมมือระดับภูมิภาคที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังมีการเข้าร่วมประชุม United Nation High-Level Forum on Green Economy ที่มุ่งเน้นหลักการสำคัญ และแนวโน้มในกระบวนการเปลี่ยนผ่านไปสู่เศรษฐกิจสีเขียว ตลอดจนเครื่องมือและวิธีการสำหรับการดำเนินการเชิงเศรษฐศาสตร์ธุรกิจสีเขียวในเชิงรุก เป็นต้น มหาวิทยาลัยมหิดลมุ่งสร้างความร่วมมือด้านการศึกษากับหลายประเทศ เช่น มีการมอบทุนการศึกษาร่วมกับสถานเอกอัครราชทูตนอร์เวย์ประจำประเทศไทย (Mahidol – Norway Scholarships) เพื่อเปิดโอกาสให้บุคลากรจากประเทศเมียนมาร์ ได้ศึกษาต่อ ณ มหาวิทยาลัยมหิดล ในระดับปริญญาโทและปริญญาเอก โครงการฝึกอบรมบุคลากรทางการแพทย์จากสาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว ตามพระราชดำริของสมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี อบรมให้ความรู้และทักษะในการส่งเสริมสุขภาพ การรักษาโรค การดูแลผู้ป่วย และการใช้ยา ตลอดจนทักษะในกระบวนการทำงานเป็นทีมแก่บุคลากรทางการแพทย์จากสาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว โดยได้ดำเนินการมาอย่างต่อเนื่องเป็นประจำทุกปี ตั้งแต่ ปี พ.ศ.2543 จนถึงปัจจุบัน มีผู้เข้ารับการฝึกอบรมไปแล้วทั้งสิ้นจำนวน 1,144 ราย มหาวิทยาลัยมหิดลมีการจัดทำข้อตกลงความร่วมมือกับสถาบันศึกษาในต่างประเทศ โดยมุ่งให้ความสำคัญกับคู่ร่วมมือเชิงยุทธศาสตร์ (Strategic partnership) อย่างต่อเนื่อง เพื่อดำเนินกิจกรรมทางวิชาการและการวิจัย รวมถึงการสร้างหลักสูตร Joint degree และ Double Degree ร่วมกัน และสนับสนุนการแลกเปลี่ยนนักศึกษาและบุคลากรทั้งสายวิชาการและสนับสนุน (Inbound and Outbound) เพื่อเปิดโอกาสให้เกิดการแลกเปลี่ยนด้านวิชาการ วิชาชีพ สังคม และวัฒนธรรมในระดับนานาชาติ (Internationalization) นอกจากนี้ วิทยาลัยการจัดการ มหาวิทยาลัยมหิดล (CMMU) ร่วมกับ กระทรวงการต่างประเทศ ได้จัดตั้งศูนย์อาเซียนเพื่อการศึกษาและการหารือด้านการพัฒนาที่ยั่งยืน (ASEAN Centre for Sustainable Development Studies and Dialogue : ACSDSD) ซึ่งศูนย์ฯ ทำหน้าที่สนับสนุนการประสานงานกับองค์กรต่าง ๆ ทั้งในระดับภูมิภาคและระดับโลกเพื่อขับเคลื่อนการพัฒนาที่ยั่งยืนของประชาคมอาเซียนการพัฒนาอย่างยั่งยืนที่สำคัญ เช่น การใช้ data technology ในการปกป้องดูแลทะเล ความเท่าเทียมทางเพศและศักยภาพของสตรีในที่ทำงาน การเรียนรู้การจำแนกประเภทขยะภายในโรงเรียน เป็นต้น