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。
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。
科研成果
据医院官网2015年12月信息显示：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22项，国家发明奖3项，军队科技进步一等奖21项。医院承担“973”、“863”等各类课题800多项，在中国国内、国际公开发表的论文总数和国内论文被引用次数连续4年居全国医院之首。
2009年全院承担各级别科研课题740余项，在研经费3.1亿元。近5年获国家科技进步奖12项（一等奖2项，二等奖10项），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（3056篇），中国国内论文被引次数在全国医疗机构中排名（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）。
2014年国家科学技术奖
国家创新团队奖：“解放军总医院器官损伤与修复综合救治创新团队”（陈香美、付小兵院士牵头）
国家技术发明二等奖：“微波消融设备的研发与临床应用”项目（内科临床部超声介入科梁萍教授）
国家科技进步二等奖：“肝胆胰微创外科技术研究及其推广应用”项目（内科临床部肿瘤外二科刘荣教授申）、“战创（烧）伤软组织毁损修复与功能重建系列技术创新与应用”项目（304临床部整形科柴家科教授）