中国人民解放军总医院（301医院）创建于1953年，是集医疗、保健、教学、科研于一体的大型现代化综合性医院，直属于中国人民解放军联勤保障部队。医院是中央重要保健基地，承担军委、总部等多个体系单位、官兵的医疗保健和各军区、军兵种转诊、后送的疑难病诊治任务。医院同时又是解放军医学院，以研究生教育为主，是全军唯一一所医院办学单位。
据医院官网2015年12月信息显示，医院设置165个临床、医技科室，233个护理单元，拥有8个国家重点学科、1个国家重点实验室、20个省部级及全军重点实验室、33个全军医学专科中心和研究所，形成了以综合诊疗为特色的13项专业优势。同时是全军重症监护示范基地和中华护理学会的培训基地。设有国际医学中心和健康医学中心，提供高端预防保健服务。医院年门急诊量490余万人，收容19.8万人，手术近9万例。
医院拥有5位中国工程院院士，1百多名技术三级以上专家，1千多名高职专业技术人员。医院先后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7项，二等奖20项，国家发明奖2项，军队科技进步一等奖21项。
2017年11月11日下午，复旦大学医院管理研究所正式发布了《2016年度中国医院排行榜》和《2016年度中国医院专科声誉排行榜》，中国人民解放军总医院名列第三。2017年11月11日下午，复旦大学医院管理研究所正式发布了《2016年度中国医院排行榜》和《2016年度中国医院专科声誉排行榜》，在入榜的100家医院中，有37个是专科医院，中国人民解放军总医院名列第三。
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“中国人民解放军第三〇一医院”。
1957年6月，国防部批示“中国人民解放军第三〇一医院”番号撤销，改称为“中国人民解放军总医院”。1986年9月批准正式列入全军院校编制序号。2004年全军整编将三〇四医院更名为三〇四临床部，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。
2009年2月，解放军总医院与海南省正式签订共同建设海南分院战略合作协议，拉开了总医院历史上跨地域、整建制异地办院的序幕；2009年8月，海南分院在三亚海棠湾破土动工；2009年8月，解放军总医院第二附属医院（原309医院）完成转隶移交，隶属总参谋部领导，更称呼为解放军总参谋部总医院。2011年12月，38.3万平方米的现代医疗城全面竣工并投入试运行；2012年6月9日，解放军总医院海南分院正式开诊运行。
中国人民解放军总医院下属各医学中心地址：
第一医学中心：北京市海淀区复兴路28号
第三医学中心：北京市海淀区永定路69号
第四医学中心：北京市海淀区阜成路51号
第五医学中心：北京市丰台区西四环中路100号
第六医学中心：北京市海淀区阜成路6号
第七医学中心：北京市东城区东四十条南门仓5号
第八医学中心：北京市海淀区黑山扈路甲17号
京东医疗区：北京市通州区永顺南街141号。
海南医院：海南省三亚市海棠区江林路80号