โรงพยาบาลราชวิถี ก่อตั้งเมื่อวันที่ 16 เมษายน พ.ศ. 2494 โดยใช้ชื่อว่า "โรงพยาบาลหญิง" ในรัฐบาลจอมพล ป.พิบูลสงคราม เพื่อให้เป็น โรงพยาบาลเฉพาะสตรีและเด็ก เป็นแห่งแรกของประเทศไทย อำนวยการโดยนายแพทย์ประพนธ์ เสรีรัตน์ ดำรงตำแหน่ง รักษาการผู้อำนวยการ และอีกเดือนต่อมา นายแพทย์เสม พริ้งพวงแก้ว ได้รับแต่งตั้งให้เป็น ผู้อำนวยการโรงพยาบาล และได้รับความไว้วางใจในการเข้าการรักษาจากประชาชนจำนวนมาก โดยเฉพาะเมื่อการผ่าตัดแฝดสยาม วันดี ศรีวัน แยกออกจากกันสำเร็จ เป็นครั้งแรกในประเทศไทย ได้สร้างชื่อเสียงให้กับโรงพยาบาลอย่างมาก

โรงพยาบาลได้เปลี่ยนจากโรงพยาบาลหญิง มาเป็น โรงพยาบาล ที่รักษาโรคทั่วไป ไม่จำกัดเฉพาะ เพศและอายุ เมื่อปี พ.ศ. 2519 โดย พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชทรงกรุณาโปรดเกล้า โปรดกระหม่อม พระราชทานนามใหม่ว่า" โรงพยาบาลราชวิถี" ในปี พ.ศ. 2525 ก่อสร้างอาคารพิเคราะห์โรคและบำบัดผู้ป่วยเป็นอาคารขนาดใหญ่สูง 12 ชั้ น ซึ่งสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา สยามบรมราชกุมารี ทรงพระกรุณาโปรดเกล้า พระราชทานนามอาคารว่า "ตึกสิรินธร"

ต่อมาในปี พ.ศ. 2531 ได้จัดตั้งศูนย์โรคหัวใจขึ้น ซึ่งสร้างชื่อเสียงขึ้นเมื่อสามารถผ่าตัดเปลี่ยนหัวใจ และปอดพร้อมกันที่เรียกว่า Domino Heart Transplantation ได้สำเร็จ เป็นครั้งแรกในประเทศไทย และทวีปเอเชีย และต่อมาได้พัฒนาขึ้นเป็นสถาบันโรคหัวใจ กรมการแพทย์ เพื่อรองรับนโยบายสาธารณสุข พ.ศ. 2532 จัดตั้งศูนย์โรคนิ่วทางเดินปัสสาวะ ต่อมาในปี พ.ศ. 2537 ได้เปิดตึกอุบัติเหตุและฉุกเฉิน ก่อสร้างอาคารบำบัดน้ำเสีย และวางโครงการก่อสร้างอาคารที่จอดรถ ขนาดใหญ่ 12 ชั้น ที่มีหอประชุมใหญ่ และลานจอดรถ

ในปัจจุบัน ยังรับผิดชอบเกี่ยวกับการเรียนการสอน ของนักศึกษาแพทย์ วิทยาลัยแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยรังสิตในภาคคลินิก ชั้นปีที่ 4-6 โดยการเป็นสถาบันร่วมผลิตแพทย์ กรมการแพทย์-มหาวิทยาลัยรังสิต เพื่อร่วมกันผลิตแพทย์ระหว่างภาครัฐและเอกชน [2]

จากข้อมูลปี 2559 โรงพยาบาลราชวิถี มีแพทย์ 250 คน ดูแลผู้ป่วยปีละประมาณ 1 ล้านคน เฉพาะผู้ป่วยนอก หรือ OPD วันละมากกว่า 3,500 คน โดยเฉลี่ยแล้วแพทย์ 1 คนดูแล ผู้ป่วยใน 161 คน และผู้ป่วยนอก 3,996 คน ในปี 2561 สร้างอาคารศูนย์การแพทย์ราชวิถี สามารถรองรับผู้ป่วยนอกได้เพิ่มขึ้นจากปีละ 1 ล้านเป็น 1.5 ล้านคน หรือวันละประมาณ 6,000 คน มีเตียงรองรับผู้ป่วยในได้ 400 เตียง ผู้ป่วยวิกฤติได้รับการดูแลที่ดีขึ้นเนื่องจากมีเตียง ICU เพิ่มอีก 64 เตียง ห้องผ่าตัดเพิ่ม 11 ห้อง[3]

ด้านความสำเร็จทางการแพทย์ที่สร้างชื่อเสียง แพทย์ประสบความสำเร็จในการใช้รากฟันฝังกระจกตาเทียมรักษาอาการตาบอดของนางดอกรัก เพชรประเสริฐ ซึ่งตาบอดทั้ง 2 ข้าง จากโรคสตีเวน จอห์นสัน ซินโดรม ถือเป็นรายแรกของโลกที่ใช้การปลูกถ่ายเนื้อเยื่อจากบุคคลอื่น คือ รากฟันซึ่งเป็นของบุตรชาย[4] ในปี 2562 ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเทคนิคการรักษาโรคกระดูกสันหลังคดอย่างรุนแรง ด้วยวิธีการผ่าตัดกระดูกสันหลังออกทั้งระดับ และพัฒนาวิธีการรักษาโรคข้อกระดูกสันหลังค่อมและยึดติด ด้วยเทคนิคผ่าตัดแผลเล็ก ถือเป็นการผ่าตัดสำเร็จครั้งแรกในกรณีแบบนี้ในเอเชีย[5]