ในอดีตภาคตะวันออกเฉียงเหนือมีโรงพยาบาลมหาวิทยาลัยเพียงแห่งเดียวเท่านั้น คือ โรงพยาบาลศรีนครินทร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จึงมีการผลักดันการจัดตั้งโรงพยาบาลมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารีขึ้น เป็นแห่งที่ 2 ของภูมิภาค โดยได้รับอนุมัติจากคณะรัฐมนตรี เมื่อปี พ.ศ. 2538 จัดตั้งสำนักวิชาแพทยศาสตร์ มีวงเงินในการดำเนินการ 4,000 ล้านบาท แต่เกิดวิกฤตเศรษฐกิจปี 2540 จึงชลอโครงการไป ต่อมามีการดำเนินการต่อ และเปิดบริการส่วนแรกคือ อาคารศูนย์วิจัย/ศูนย์บริการทางการแพทย์ เมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม 2553 และดำเนินการสร้างต่อไปเรื่อยจนเสร็จทุกเฟส

เฟส 1 คือ การก่อสร้างอาคารรักษาผู้ป่วย เป็นศูนย์ปฏิบัติการทางการแพทย์ 24 ชั่วโมง เปิดรับผู้ป่วยนอก รักษาโรคทั่วไป แพทย์เฉพาะทาง วันละ 3 ชั่วโมง อาคารรังสีวินิฉัย ทันตกรรม ผ่าตัด และอาคารผู้ป่วยใน 120 เตียง ซึ่งได้เปิดให้บริการแล้วบางส่วน

เฟส 2 คือ การก่อสร้างอาคารรองรับคนไข้ได้ประมาณ 200-300 เตียง อาคารศูนย์ความเป็นเลิศทางการแพทย์ มีห้องผ่าตัดขนาดเล็ก มีแพทย์ผู้เชี่ยวชาญให้บริการได้เต็มวัน

เฟส 3 คือ บริการเต็มรูปแบบ เช่น การผ่าตัด การเปลี่ยนไขกระดูก ปลูกไต ฯลฯ รองรับคนไข้ได้กว่า 500 เตียง[2]