中國人民解放軍總醫(yī)院前身是中國協(xié)和醫(yī)學院第二臨床學院，1953年10月，總后方勤務部衛(wèi)生部決定將“中國協(xié)和醫(yī)學院第二臨床學院”改為“軍委直屬機關醫(yī)院”。
1954年7月，總后方勤務部衛(wèi)生部將“軍委直屬機關醫(yī)院”改為“中國人民解放軍第三〇一醫(yī)院”。
1957年6月，國防部批示“中國人民解放軍第三〇一醫(yī)院”番號撤銷，改稱為“中國人民解放軍總醫(yī)院”。
軍醫(yī)進修學院是以解放軍總醫(yī)院為依托建設和發(fā)展起來的，始建于1958年11月，1962年停辦。
1979年6月，經(jīng)中央軍委批準恢復軍醫(yī)進修學院。
1986年9月批準正式列入全軍院校編制序號。
2004年全軍整編將三〇四醫(yī)院更名為三〇四臨床部，對外稱解放軍總醫(yī)院附屬醫(yī)院，列入解放軍總醫(yī)院編制序列。
2009年2月，解放軍總醫(yī)院與海南省正式簽訂共同建設海南分院戰(zhàn)略合作協(xié)議，拉開了總醫(yī)院歷史上跨地域、整建制異地辦院的序幕；
2009年8月，海南分院在三亞海棠灣破土動工；
2009年8月，解放軍總醫(yī)院第二附屬醫(yī)院（原309醫(yī)院）完成轉(zhuǎn)隸移交，隸屬總參謀部領導，更稱呼為解放軍總參謀部總醫(yī)院。
2011年12月，38.3萬平方米的現(xiàn)代醫(yī)療城竣工并投入試運行；
2012年6月9日，解放軍總醫(yī)院海南分院正式開診運行。
在中心主任陳香美院士的領導下，建立了臨床研究、項目支持、公共服務和交流推廣等平臺，建成具有國際規(guī)模的腎臟疾病臨床信息數(shù)據(jù)庫和生物樣本資源庫，聯(lián)合全國500余家單位構建腎臟疾病臨床協(xié)同研究網(wǎng)絡，覆蓋全國90%的地級市。針對我國主要疾病負擔的IgA腎病、糖尿病腎病、老年腎臟病等常見慢性腎臟病以及急性腎損傷和尿毒癥患者血液凈化，從疾病危險因素、預警、診斷、和醫(yī)療質(zhì)量改進多個層面，建立多中心、大樣本、長期穩(wěn)定隨訪的研究隊列，組織開展大規(guī)模、多中心、高質(zhì)量的臨床診療研究，已成為臨床新技術、藥品器械研發(fā)與評價的創(chuàng)新基地，帶動我國慢性腎病防治整體水平的提升。
2019年在科技部組織的首次績效評估中，國家慢性腎病臨床醫(yī)學研究中心成績?yōu)椤啊薄?/p>
國家老年疾病臨床醫(yī)學研究中心（解放軍總醫(yī)院）是由國家科技部、衛(wèi)生健康委員會、軍委后勤保障部和原食品藥品監(jiān)督管理總局于2016年7月聯(lián)合批準建設的第三批國家臨床醫(yī)學研究中心，主任為老年醫(yī)學專家范利教授，中心依托解放軍總醫(yī)院第二醫(yī)學中心老年醫(yī)學部主管主建，擁有集國家重點學科、國家臨床醫(yī)學研究中心、國家臨床重點專科（軍隊建設項目）、北京市及全軍重點實驗室、全軍保健人員培訓基地“五位一體”的老年醫(yī)學優(yōu)勢學科群，連續(xù)5年蟬聯(lián)全國老年醫(yī)學專科排行榜榜首，涌現(xiàn)出一批德高望重、造詣精深的老年醫(yī)學大家，已建成體系完整、人才接續(xù)的學科體系。
2019年7月由科技部、國家衛(wèi)生健康委、軍委后勤保障部和原食品藥品監(jiān)管總局正式批準依托解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學中心成立國家感染性疾病臨床醫(yī)學研究中心。研究中心整合國內(nèi)79家協(xié)作醫(yī)院，針對慢性乙肝、慢性丙肝、艾滋病及其相關疾病等病種，建立病程涵蓋臨床各個階段的大隊列，同時建立標準化的生物樣本庫、臨床診療信息庫及的疾病發(fā)病追蹤系統(tǒng)，形成涵蓋重大感染性疾病及各個病程的資源平臺，終建立我國規(guī)范的病毒性肝炎、艾滋病臨床大數(shù)據(jù)及生物樣本庫整合平臺，形成專業(yè)的管理團隊，為建立符合我國人群特點的肝病、艾滋病診療體系提供重要戰(zhàn)略性資源。
