中国人民解放军总医院前身是中国协和医学院第二临床学院，1953年10月，总后方勤务部卫生部决定将“中国协和医学院第二临床学院”改为“军委直属机关医院”。1954年7月，总后方勤务部卫生部将“军委直属机关医院”改为“中国人民解放军第三0一医院”。1957年6月，国防部批示“中国人民解放军第三0一医院”番号撤销，改称为“中国人民解放军总医院”。军医进修学院是以解放军总医院为依托建设和发展起来的，始建于1958年11月，1962年停办。1979年6月，经中央军委批准恢复军医进修学院。1986年9月批准正式列入全军院校编制序号。2004年全军整编将三0四医院更名为三0四临床部，对外称解放军总医院第一附属医院，列入解放军总医院编制序列。
解放军总医院是全军规模最大的综合性医院，集医疗、保健、教学、科研于一体，是国家重要保健基地之一，负责中央、军委和总部的医疗保健工作，承担全军各军区、军兵种疑难病的诊治，医院同时也收治来自全国的地方病人。
解放军总医院共展开床位4400余张，其中院本部3400余张，三0四临床部1000余张。医院设置165个临床、医技科室，163个护理单元，其中耳鼻咽喉-头颈外科、骨科、老年医学等6个国家级重点学科，1个国家重点培育学科，1个国家中西医结合老年病重点学科。另有科技部国家重点实验室1个，教育部重点实验室1个，全军医学重点实验室8个，北京市重点实验室6个，全军医学专科中心和研究所33个。
解放军总医院拥有先进的医疗、科研仪器，有正电子发射计算机断层成像仪（PET）、含3.0T在内的不同类型的核磁共振、含64排在内的螺旋CT、体外震波碎石机、含3100在内的数字减影血管造影机、彩色多普勒超声检查仪、治疗用直线加速器、X刀、电镜、ECT、激光聚焦显微镜、流式细胞仪、准分子激光仪等国际一流的医疗设备19702余件，价值百万以上医疗设备316余台，总价值26亿元人民币以上。雄厚的技术力量和先进的诊疗手段，促进了医院技术水平和医疗质量的不断提高，临床初诊与确诊符合率达99.36%，危重病抢救成功率达98.84%，患者满意率达97.38%。2008年门诊量408万人次，日均门诊量1.1万人次，收容病人14万人次，开展各种手术6.8万例。同时，医院每年开展250多项新业务、新技术，形成了明显的技术特色和优势，使许多疑难病得到有效诊治，许多复杂手术和重大抢救获得成功，一些诊断治疗技术达到国际先进水平。
解放军总医院医院位于北京市复兴路28号院，占地面积118.8万平方米，建筑面积110.07万平方米。
解放军总医院医院技术力量雄厚，有专业技术人员4000多名，其中：高级专业技术职务人员859名，中国工程院院院士6名。享受政府特殊津贴281名,国家有突出贡献的中青年专家12名,获南丁格尔奖2人，现有国家级学会主任委员19人,候任主任委员7人，副主任委员9人,全军医学科委会各专业委员会主任委员19人，副主任委员36人。既有一批知识渊博、造诣精深、誉名中外的老专家，又有一批经验丰富、素质优良、具有突出专科特长的中年技术骨干，还有一大批基础理论扎实、勇于开拓进取、在专业技术领域脱颖而出的后起之秀。
军医进修学院是一所以继续医学教育为基础、临床医学研究生教育为主体的新型院校，是国务院学位委员会首批批准具有博士、硕士学位授予权的单位之一，为全军培养高层次临床医学人才。1996年被批准为临床医学博士后流动站；2000年被批准为口腔医学博士后流动站；1998年被批准为全国首批开展临床医学博士、硕士专业学位试点单位。35个 学科专业招收博士研究生，45个学科专业招收硕士研究生。现有博士研究生导师184名、硕士研究生导师293名，在校博士研究生270余名，硕士研究生390余名,年招收进修生1000余名 。
解放军总医院具有良好的科研条件，2009年全院承担各级别科研课题740余项，在研经费3.1亿元。医院共获得省部级以上科技成果奖励1300余项，其中，国家科技进步一等奖6项，二等奖20项，国家发明奖2项。近5年获获北京市科学技术奖21项（一等奖4项，二等奖13项，三等奖4项），获军队奖172项（科技进步奖52项，医疗成果奖120项）。2008年国内论文总数在全国医疗机构中排名第一（3056篇），国内论文被引次数在全国医疗机构中排名第一（10214次），MEDLINE收录论文数在全国医疗机构中排名第二（307篇），SCI收录论文数在全国医疗机构中排名第十一（122篇）。医院主办的《军医进修学院学报》，编辑出版的《中国医院感染学杂志》、《中华肝胆外科杂志》、《中国医学影像学杂志》、《中国激光医学杂志》14种被列为国家核心期刊。
解放军总医院与100多个国家和地区的医学院校、医疗科研单位开展了广泛的学术交流和技术合作，每年有700多名技术人员出国进修和技术合作，有400多名国外专家来院访问、讲学。先后聘请了200余名国外著名学者担任名誉教授和技术顾问。
解放军总医院医院经过57年的建设，已发展成为技术人才密集、临床学科齐全、仪器设备先进、整体医疗水平较高，在国内外享有较高声誉的现代化医院 ，被评为全国百佳医院、全国百姓放心医院。医院通过了总后勤部卫生部组织的“三级甲等”医院评审，被联合国儿童基金会、世界卫生组织、国家卫生部评为“模范爱婴医院”。还是全军计划生育、优生优育技术中心。医院始终坚持为部队服务的方向，保证军队伤病员优先就诊、住院，连续十年被评为全军为部队服务工作先进医院。
党中央、国务院、中央军委和总部首长对解放军总医院十分关心，寄予厚望。1992年7月7日，中共中央总书记、国家主席江泽民为总医院题词“建设第一流的解放军总医院，为提高部队战斗力服务”。之后又为我院书写院名、院报等题词，为医院建设发展给予极大关心和鼓舞，全院同志不辱使命，牢记嘱托，始终坚持以病人为中心的服务宗旨，坚持姓军为兵的办院方向，坚持质量第一，病人第一，安全第一的服务理念，敬业爱岗、热忱服务、精益求精、创新发展，尽早把医院建设成医德、医术兼优，人才、成果两旺，理、工、医紧密结合，医、教、研协调发展的国际一流的研究型医院。