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。
医护团队
据医院官网2015年12月信息显示：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。其中，博士生导师184名，硕士生导师293名，180余人担任全国、全军各医学专业委员会正、副主任委员，医院共为军队培养了4000多名硕士、博士等高层次临床医学人才，为军地医院培养临床进修生1万多名，专修班学员数万人。有21人次在中华医学会各专业委员会中担任主任委员和副主任委员，有71人次在全军学术委员会中担任主任委员和副主任委员。“模范医疗保健集体”—南楼临床部、“模范医学教授”—姜泗长、“模范医学专家”—卢世璧等模范群体和先进个人，3个集体和10名个人分别荣立一等功，两人荣获“南丁格尔奖”。
附属医院：
中国人民解放军总医院海南分院坐落在三亚市海棠湾，是经中央军委批准创建的一所集医疗、保健、科研、教学于一体的大型现代化三级甲等医院，也是“301医院”成立60年来，首次异地新建的分院。
解放军总医院附属医院（原304医院）始建于1954年3月，是一所以医教研相结合、创（烧）伤外科、骨科、急救医学和危重症救治为主要特色的三级甲等综合性医院。
教学建设
据医院官网2015年12月信息显示：解放军医学院共有专职教研室3个、兼职教研室32个，专职教员6人（主要是医疗和科研人员），教辅人员（护理/药学/医技系列）1304人，临床教学人员（医疗系列）1745人，建成了140名国内外客座教授组成的“解放军医学院骨干师资库”。
建院以来，累计培养研究生7105名，其中统招博士生1769名、统招硕士生2992名、在职博士816名、在职硕士1528名；授予博士学位1642人，授予硕士学位2399人。在校学生共计3988人，其中研究生1988人，进修生2000人。
医院是全军重症监护示范基地和中华护理学会的培训基地。每年招收市级以上医疗机构进修医师1200余名，接收军队、地方医学院校实习生200余名。军队生源基本涵盖了军队各兵种及武警系统130家医院，以及各系统门诊部、卫生队、疗养院等。地方生生源主要来自全国21个省、4个直辖市、5个自治区1500家三级以上医院和医学院，约占全国三级医院的65.2%。
解放军医学院获国家教学成果二等奖1项，军队教学成果一等奖3项、二等奖8项、三等奖7项。