中国人民解放军总医院301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。
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。