中國人民解放軍總醫院前身是中國協和醫學院第二臨床學院，1953年10月，總后方勤務部衛生部決定將“中國協和醫學院第二臨床學院”改為“軍委直屬機關醫院”。1954年7月，總后方勤務部衛生部將“軍委直屬機關醫院”改為“中國人民解放軍第三0一醫院”。1957年6月，國防部批示“中國人民解放軍第三0一醫院”番號撤銷，改稱為“中國人民解放軍總醫院”。軍醫進修學院是以解放軍總醫院為依托建設和發展起來的，始建于1958年11月，1962年停辦。1979年6月，經中央軍委批準恢復軍醫進修學院。1986年9月批準正式列入全軍院校編制序號。2004年全軍整編將三0四醫院更名為三0四臨床部，對外稱解放軍總醫院第一附屬醫院，列入解放軍總醫院編制序列。

醫院擁有先進的醫療、科研儀器，有正電子發射計算機斷層成像儀（PET）、含3.0T在內的不同類型的核磁共振、含64排在內的螺旋CT、體外震波碎石機、含3100在內的數字減影血管造影機、彩色多普勒超聲檢查儀、治療用直線加速器、X刀、電鏡、ECT、激光聚焦顯微鏡、流式細胞儀、準分子激光儀等國際一流的醫療設備19702余件，價值百萬以上醫療設備316余臺，總價值19.4億元人民幣以上。雄厚的技術力量和先進的診療手段，促進了醫院技術水平和醫療質量的不斷提高，臨床初診與確診符合率達99.36%，危重病人搶救成功率達90.48%，治療有效率達97.93%。2008年門診量408萬人次，日均門診量1.1萬人次，收容病人12.5萬人次，開展各種手術6.56萬例。同時，醫院每年開展250多項新業務、新技術，形成了明顯的技術特色和優勢，使許多疑難病得到有效診治，許多復雜手術和重大搶救獲得成功，一些診斷治療技術達到國際先進水平。

醫院位于北京市復興路28號院，占地面積118.8萬平方米，建筑面積110.07萬平方米。

醫院技術力量雄厚，有專業技術人員4000多名，其中：高級專業技術職務人員859名，中國工程院院院士6名。享受政府特殊津貼281名,國家有突出貢獻的中青年專家12名,獲南丁格爾獎2人，現有國家級學會主任委員19人,候任主任委員7人，副主任委員9人,全軍醫學科委會各專業委員會主任委員19人，副主任委員36人。既有一批知識淵博、造詣精深、譽名中外的老專家，又有一批經驗豐富、素質優良、具有突出專科特長的中年技術骨干，還有一大批基礎理論扎實、勇于開拓進取、在專業技術領域脫穎而出的后起之秀。

軍醫進修學院是一所以繼續醫學教育為基礎、臨床醫學研究生教育為主體的新型院校，是國務院學位委員會首批批準具有博士、碩士學位授予權的單位之一，為全軍培養高層次臨床醫學人才。1996年被批準為臨床醫學博士后流動站；2000年被批準為口腔醫學博士后流動站；1998年被批準為全國首批開展臨床醫學博士、碩士專業學位試點單位。35個學科專業招收博士研究生，45個學科專業招收碩士研究生。現有博士研究生導師180名、碩士研究生導師286名，在校博士研究生270余名，碩士研究生390余名,年招收進修生1000余名。

醫院具有良好的科研條件，2009年全院承擔各級別科研課題740余項，在研經費3.1億元。近5年獲國家科技進步獎12項（一等獎2項，二等獎10項），獲北京市科學技術獎21項（一等獎4項，二等獎13項，三等獎4項），獲軍隊獎172項（科技進步獎52項，醫療成果獎120項）。2008年國內論文總數在全國醫療機構中排名第一（3056篇），國內論文被引次數在全國醫療機構中排名第一（10214次），MEDLINE收錄論文數在全國醫療機構中排名第二（307篇），SCI收錄論文數在全國醫療機構中排名第十一（122篇）。醫院主辦的《軍醫進修學院學報》，編輯出版的《中國醫院感染學雜志》、《中華肝膽外科雜志》、《中國醫學影像學雜志》、《中國激光醫學雜志》14種被列為國家核心期刊。

醫院與100多個國家和地區的醫學院校、醫療科研單位開展了廣泛的學術交流和技術合作，每年有700多名技術人員出國進修和技術合作，有400多名國外專家來院訪問、講學。先后聘請了150余名國外著名學者擔任名譽教授和技術顧問。

醫院經過57年的建設，已發展成為技術人才密集、臨床學科齊全、儀器設備先進、整體醫療水平較高，在國內外享有較高聲譽的現代化醫院，被評為全國百佳醫院、全國百姓放心醫院。醫院通過了總后勤部衛生部組織的“三級甲等”醫院評審，被聯合國兒童基金會、世界衛生組織、國家衛生部評為“模范愛嬰醫院”。還是全軍計劃生育、優生優育技術中心。醫院始終堅持為部隊服務的方向，保證軍隊傷病員優先就診、住院，連續十年被評為全軍為部隊服務工作先進醫院。

黨中央、國務院、中央軍委和總部首長對解放軍總醫院十分關心，寄予厚望。1992年7月7日，中共中央總書記、國家主席江澤民為總醫院題詞“建設第一流的解放軍總醫院，為提高部隊戰斗力服務”。之后又為我院書寫院名、院報等題詞，為醫院建設發展給予極大關心和鼓舞，全院同志不辱使命，牢記囑托，始終堅持以病人為中心的服務宗旨，堅持姓軍為兵的辦院方向，堅持質量第一，病人第一，安全第一的服務理念，敬業愛崗、熱忱服務、精益求精、創新發展，盡早把醫院建設成醫德、醫術兼優，人才、成果兩旺，理、工、醫緊密結合，醫、教、研協調發展的國際一流的研究型醫院。