三軍總醫院成立於民國三十五年，其前身為台灣陸軍八○一總醫院，組織由台灣陸軍醫院，聯勤第五總醫院，陸海空軍第一總醫院，陸軍第一總醫院依序遞嬗而來。民國五十七年五月，改組為「三軍總醫院」，由小南門遷建於今水源地營區（今台北市汀州路三段八號），為我國之軍醫醫療開新紀元。現今編制上屬國防醫學院之教學醫院，負有臨床醫療、教學與研究之責，醫療服務對象為現役軍人、健保民眾及一般民眾，為衛生署評定之醫學中心級教學醫院。為因應醫療環境快速變遷與尋求軍醫教育及醫療作業整體之改進與發展，特將國防醫學院及三軍總醫院，一併考量運用臺北市內湖區實施整建，稱為「國防醫學中心」。工程基地面積約四十三公頃，自七十九年一月開工，八十九年四月完工，並於同年十一月完成搬遷醫療作業移轉。
本院整建搬遷後，雖面臨國軍精簡方案，員工(含民聘雇)共2,826人，仍依病床數1,712床，平均每日門診量5,000人，平均每日急診量250人，平均每日住院人數為2,000人之需求，規劃各項醫療政策，並將航太醫學、海底醫學及核輻射傷害防治等相關醫療作業，納入服務範圍。
全新的國醫中心不但醫院建築及設備等硬體符合二十一世紀之要求，醫院之環保(廢水、廢氣及廢棄物處理)也符合最新法令之要求，而在護理及藥劑等相關醫院行政管理部分，推行電腦化；為服務廣大病患，每年並選派優秀之醫事人員至國內外各醫學中心進修學習醫療新知及技能，同時為不斷精進診療技術及配合各科未來發展之重點，持續投資購買先進之儀器設備，並增設正子斷層造影中心、婦女保健中心、血友病防治及研究中心及中醫部等，冀能在軟、硬體的改良及更新下，提高對國軍官兵、眷屬及健保民眾之醫療服務品質與作業能力。
今日三總，以落實教學門診及實施問題導向教學為短程目標；以引入西學新制度，培育醫界眾人才，辦理國際臨床醫學研討會為持續目標，冀望立足台灣、放眼世界，穩定在台灣醫療界的領導地位，並成為國際級的醫學中心；在醫學研究上，本院經中央研究院列為國內三大臨床醫學中心，除與國內外各學術研究單位（如國家衛生研究院）合作，以癌症研究展頭角外，近來更積極發展軍陣醫學，以研發成果，落實於教學及醫療服務，並藉醫德教育的落實，強化醫病關係，回饋國軍官兵及社會大眾，建立軍醫院新典範，並秉持著精益求精的態度，持續推動醫學研究、醫學倫理教育的精進與落實，以提昇整體醫護水準。
◎宗旨
發揚優良傳統，提供軍民最優質的醫療服務。
◎願景
(一)軍民之首選醫院。
(二)社區健康守護者。
(三)國際級醫學中心。
◎目標
(一)短程目標(94-97年)：達到「全面醫療品質保證」的醫學中心。
(二)中程目標(98-99年)：達到「全人及社區醫療照護」的醫學中心。
(三)長程目標(100年以後)：達到「全方位與國際級」的醫學中心。
◎角色定位
(一)區域的醫學中心。
(二)國軍的醫學中心。
(三)國家的醫學中心。
◎核心價值
關懷、品質、紀律、創新
(一)創造以病人為中心的就醫環境
1.提供無障礙之就醫環境。
2.設置單一多功能窗口。
3.志工提供民眾就診諮詢服務。
4.以顏色劃分本院就診區域，明確指引就診動線。
5.為民服務資訊化：包括網路掛號、醫師看診進度線上查詢、線上申辦病歷資料、網路藥6.典、衛教網頁及病人意見反映電子信箱。
6.各項指標、就醫資訊、導覽服務、醫療諮詢之雙語化。
7.院內設置農民銀行分行及內湖郵政支局。
8.多線公車及交通車進入院區行駛，提高病人就醫便利性。
9.設置商店街便利病人及訪客。
10門急診區配置親子廁所。
11.國內最大「輻射防治中心」、「燒傷中心」。
12.成立安寧病房，實行安寧四全照顧。
（二）高品質檢查治療服務
1.固定基座式手術床系統
2.手術儲血設施
3.手術教學攝影系統
4.電腦斷層掃描儀
5.磁振造影檢查儀
6.三度空間顱內手術定位導航儀
7.正子掃描儀
8.全身型立體定位治療系統
9.高壓氧治療艙
10加碼閃爍照影儀
11.達文西機器手臂
12.改良式電子眼
13.經皮性腰椎內視鏡鐳射椎間盤切除手術
14. 3 T超高磁場磁振造影儀
.15.臨床資訊系統
本院遷至內湖後，在環境設施及建築等硬體全面更新，為配合國軍精實方案進行組織及流程再造，醫院管理全面採行資訊化，配合國家醫療政策及國軍醫療政策提供國軍人員及一般民眾高品質及完善的醫療服務。因此以「發揚人性關愛以提升醫療品質，紮實教育訓練，創新研究發展及卓越軍陣醫學，來維護全國軍民身心健康。」自詡能提供每位到院接受服務之民眾完善的醫療服務。
為提供民眾一個更安全、更高品質的醫療環境，本院自八十七年設醫品組專司各項品質管理作業，積極推動各項品質管理活動，極力提升本院之服務禮儀、行政效率及流程簡化。並於九十三年獲得國家品質獎、行政院服務品質獎整體類與國家生技品質獎等多項榮譽。未來將持續參與各項品質認證活動，並辦理內外部顧客滿意度調查、走動式服務、員工意見反應及提案制度，並結合平衡計分卡各項構面以發展本院高品質之醫療服務。
本院向來極重視醫療品質，追求卓越品質以達成本院願景－成為全國軍民心中首選醫院、社區民眾的健康守護者、國際級的國防醫學中心。期藉由持續性的品質教育及各項品質活動的推展，如：品管圈、臨床路徑、ISO9001認證、品質指標監測、病人安全活動等進而達成全面品質管理的目標，並提供質優、效率高、顧客滿意的服務。
為達成本院之願景，院內員工秉持著本院「關懷、紀律、品質、創新」之核心價值，努力達成優質醫療服務、紮實教育訓練、先進研究發展等三大任務。
