Medoševac se, kao selo pominje još u doba otomanske vladavine. Turski popis iz 1498. godine zatekao ga je sa 41 kućom, 19 neoženjenih, 2 muslimana i 4 udovičke kuće. Iz prihoda od ispendže, poreza na čift, benak, pšenicu, raž, ječam, ovas, proso, širu, ušur od košnica, sitnu stoku, konoplju, voće, porez na svinje, ušur od sočiva, crni i beli luk, porez na burad, bostan, travu, ogrevno drvo, baduhavu i svadbarinu plaćao je 6.421 akču. Prema turskom popisu nahije Niš iz 1516. godine, mesto je bilo jedno od 111 sela nahije i nosilo je isti naziv kao danas, a imalo je 50 kuća, 9 udovička domaćinstva, 12 samačka domaćinstva.[1] Iz popisa 1564. godine vidi se da su u selu formirana dva muslimanska čifluka.
U austrijsko-turskom ratu krajem 17. veka sela Medoševac, Popovac i Donji Bubanj su se raselila, jer ih popis u niškom kadiluku 1710. godine ne pominje. Ali dok su se Medoševac i Popovac obnovili s Donjim Bubnjem to više nije bio slučaj. Da se Medoševac obnovio u prvoj polovini 18. veka vidi se iz francuskog plana (gravure) verovatno iz 1737. godine u kojem je ucrtan i upisan kao Medoschewze. Pominje se takođe kao jedno od popaljenih sela u Srpsko-turskom ratu 1876/77. godine. Pred oslobođenje (1878) selom je gospodario Mustafa-beg. To je unuk moćnog Hafis-paše koga je potukao Karađorđe u bici na Ivankovcu. Medoševac je bio deo njihovog porodičnog vlastelinstva. Još je Hafis-paša u Medoševcu sagradio okruglu kamenu kulu na sprat i, kako kaže Kanic, „sa svojim ženama provodio letnje dane s prekrasnim pogledom na okolinu“.
Posle oslobođenja 60 hektara zemlje u selu otkupio je general Đuro Horvatović i na njemu formirao veliko poljoprivredno gazdinstvo. Hafis-pašina kula stajala je do 1932/33. godine kada je, pošto se našla na ivici zemljišta koje je otkupljeno za aerodrom (dvadesetak metara izvan današnje ulice Bogdana Blagojevića), srušena. Kameni materijal kule iskorišćen je za vojnu izgradnju na aerodromu.
Oslobođenje 1878. godine zateklo je Medoševac kao malo selo (prema predanju sa 7 domaćinstava). Brzo se je konsolidovalo i obnovilo, pa je 1930. godine imalo 98 domaćinstava i 660 stanovnika. Tokom 1944. godine saveznici su u više mahova bombardovali vojni aerodrom i teretnu železničku stanicu. U tim naletima stradao je i Medoševac. Oko dvadesetak zgrada bilo je uništeno ili onesposobljeno za stanovanje.
U deceniji od 1930. do 1941. godine, pored poljoprivrede i pečalbarenja, javili su se u Medoševac i prvi oblici radničkih zanimanja, kao i pojava dnevne migracije. Ova je bila najčešće orijentisana ka železnici i železničkoj radionici. Već u 1953. godini odnos čistih poljoprivrednika (39%) i nepoljoprivrednih i mešovitih domaćinstava (61%) prevagnuo je u korist ovih drugih. Ujedno je nastupio i nagli proces imigracije pridošlica koji je već nakon pedesetih i šezdesetih godina 20. veka doprineo temeljnoj promeni ekonomsko-socijalne strukture. Najveći dotok pridošlica dolazio je iz topličkog i leskovačkog kraja, a zatim sa područja Pirota, Aleksinca, Sokobanje, Svrljiga i Zaplanja. Iako je ovim procesom Medoševac dobio karakteristike najpre mešovitog (od 1950ih godina), a zatim i karakteristike gradskog naselja (od 1970ih godina), fizička organizacija ulične mreže i naselja zadržala je ruralni izgled, dok su od 1960/70. godine krupne promene nastale na planu arhitekture. U ovom procesu Medoševac je sukcesivno dobijao: električnu energiju (1942/43), ispravljanje i uređenje Nišavinog korita (1948/49 i 1959), asfalt (od 1971. godine), betonski most na Nišavi (1972), prvu programsku urbanističku skicu za uređenje (1964), detaljni urbanistički plan (1979), telefonsku mrežu (1977), itd; vodovodni sistem i kanalizaciona mreža uvedeni su kasnije.
U naselju Medoševac živi 2127 punoletnih stanovnika, a prosečna starost stanovništva iznosi 39,0 godina (38,4 kod muškaraca i 39,6 kod žena). U naselju ima 894 domaćinstva, a prosečan broj članova po domaćinstvu je 3,02.
Ovo naselje je velikim delom naseljeno Srbima (prema popisu iz 2002. godine).