กิจการแพทย์ตำรวจได้เริ่มขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2441 รัฐบาลได้เปลี่ยนโรงพยาบาล สำหรับรักษาหญิงโสเภณีที่หลังวัด พลับพลาไชย ซึ่งสร้างปี พ.ศ. 2440 มาเป็นโรงพยาบาลตำรวจสำหรับพลตระเวน เพื่อรักษาตำรวจที่เจ็บป่วยพิสูจน์บาดแผลและชันสูตรพลิกศพ เพื่อประกอบการพิจารณาคดีต่างๆ โดยมีชนชาติอังกฤษ นายอีริก เชนต์เจ สองสัน มาเป็นเจ้ากรมกองตระเวนได้ชวนแพทย์ชาวต่างชาติมาช่วยทำการรักษา ประชาชนทั่วไปจึงนิยมมากและเรียกกันว่า "โรงพยาบาลวัดโคก" และเมื่อ พ.ศ. 2458 กรมกองตระเวนและกรมตำรวจภูธรรวมกันเป็น "กรมตำรวจ" โรงพยาบาลวัดโคกถูกเปลี่ยนชื่อเป็น โรงพยาบาลกลาง และถูกโอนไปสังกัดกองสาธารณสุข กระทรวงมหาดไทย กรมตำรวจได้จัดตั้งสถานพยาบาลใหม่เรียกว่า กองแพทย์กลาง กรมตำรวจ ตั้งอยู่ที่สถานีตำรวจนครบาลพระราชวัง

ในปี พ.ศ. 2477 กองแพทย์กลาง กรมตำรวจ ถูกลดฐานะเป็น แผนกแพทย์กองกลาง กรมตำรวจ เพื่อให้เหมาะสมกับสภาพเศรษฐกิจและงบประมาณขณะนั้น และในปี พ.ศ. 2483 แผนกแพทย์กลางได้ถูกเปลี่ยนชื่อ แผนก 6 (แพทย์) กองปกครอง และเปลี่ยนเป็น แผนก 5 (แพทย์) ในอีก 7 ปีถัดมา

ในปี พ.ศ. 2491 แผนก 5 (แพทย์) ถูกยกฐานะเป็น "กองแพทย์ กรมตำรวจ" ขึ้นตรงต่อกองบัญชาการจเรตำรวจ มี พันตำรวจโทขุนทวีเวชกิจ (แม้น ทวีเวชกิจ) เป็นหัวหน้า ในระยะนี้เริ่มเป็นปึกแผ่นมากขึ้น แบ่งแผนกเป็นแผนกพยาบาล แผนกเวชภัณฑ์

ในปี พ.ศ. 2495 ได้รับการยกฐานะให้จัดตั้งเป็น โรงพยาบาลตำรวจ ขึ้นตรงกับ กองแพทย์ อย่างเป็นทางการในสมัยของ พลตำรวจเอก เผ่า ศรียานนท์ อธิบดีกรมตำรวจ โดยให้ใช้ที่ดินส่วนหนึ่งในกรมตำรวจในการจัดตั้งโรงพยาบาล มีอาคารชาติตระการโกศล (ซึ่งเป็นราชทินนามของ หลวงชาติตระการโกศล อดีตอธิบดีกรมตำรวจ) เป็นอาคารแห่งแรกของโรงพยาบาลตำรวจ และอาคารโอ้วบุ้นโฮ้ว รองรับผู้ป่วยได้จำนวน 50 เตียง โดยมี พันตำรวจเอก ก้าว ณ ระนอง เป็นนายแพทย์ผู้อำนวยการ และ พันตำรวจโท แสวง วัจนสวัสดิ์ เป็นหัวหน้ากองแพทย์ ในเวลาต่อมา โรงพยาบาลตำรวจได้รับความนิยมมากขึ้นเป็นลำดับ จึงได้จัดสร้างอาคารเพิ่มอีกหลายอาคาร เพื่อสามารถรองรับจำนวนผู้ป่วยได้เพิ่มมากขึ้น

ในวันที่ 26 เมษายน พ.ศ. 2522 กองแพทย์ได้รับการยกฐานะเป็น สำนักงานแพทย์ใหญ่ (พต.) มีการแบ่งส่วนราชการภายในเป็น 4 กองบังคับการ และ 1 งาน ได้แก่

• กองบังคับการอำนวยการ (บก.อก.)
• โรงพยาบาลตำรวจ (รพ.)
• วิทยาลัยพยาบาลตำรวจ (วพ.)
• สถาบันนิติเวชวิทยา (นต.)
• งานโรงพยาบาลดารารัศมี (ดร.)

และในวันที่ 4 เมษายน พ.ศ. 2548 โรงพยาบาลตำรวจ ได้รับการยกฐานะให้เป็นหน่วยงานในระดับกองบัญชาการ โดยควบรวมสำนักงานแพทย์ใหญ่ (พต.) เข้าด้วยกัน ขึ้นตรงต่อสำนักงานตำรวจแห่งชาติ ตามพระราชกฤษฎีการแบ่งส่วนราชการ สำนักงานตำรวจแห่งชาติ พ.ศ. 2548 [3] เป็นต้นมา

ในปัจจุบัน โรงพยาบาลตำรวจ มีจำนวนเตียงรองรับผู้ป่วยได้ 650 เตียง [4] มีหน่วยงานในสังกัด ได้แก่ กองบังคับการอำนวยการ , วิทยาลัยพยาบาลตำรวจ , สถาบันนิติเวชวิทยา , โรงพยาบาลดารารัศมี , โรงพยาบาลนวุติสมเด็จย่า , ศูนย์การแพทย์ปฐมภูมิและการแพทย์ทางเลือกจอมทอง