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”。

解放軍總醫院是全軍規模最大的綜合性醫院，集醫療、保健、教學、科研于一體，是國家重要保健基地之一，負責中央、軍委和總部的醫療保健工作，承擔全軍各軍區、軍兵種疑難病的診治，醫院同時也收治來自全國的地方病人。

全院共展開床位4400余張，其中院本部3400余張，三0四臨床部1000余張。共設臨床、醫技科室103余個，其中耳鼻咽喉-頭頸外科、骨科、老年醫學等6個國家級重點學科，8個全軍重點實驗室，13個全軍醫學?？浦行?，13個全軍醫學研究所，1個全軍醫學專病中心。

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。