โรงพยาบาลอุดรธานี ก่อตั้งครั้งแรกเมื่อปี 2494 และวันที่ 24 เมษายน 2497 ขุนบริบาลบรรพตเขตต์ ผู้ว่าราชการจังหวัดในขณะนั้น ได้ทำพิธีเปิดตึกอำนวยการเพื่อเปิดรับบริการผู้ป่วยอย่างเป็นทางการเป็นครั้งแรก ซึ่งโรงพยาบาลอุดรธานี ได้ดำเนินการปรับปรุงพัฒนาคุณภาพและขยายการให้บริการอย่างสม่ำเสมอมาตามลำดับ จนถึงปัจจุบันภายใต้การบริหารงานโดยมีวิสัยทัศน์ และพันธกิจ ด้วยความมุ่งมั่นจนได้ผลงานบริการด้านสุขภาพที่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ต่อมาเมื่อมีการเพิ่มขึ้นของประชากรและผู้ป่วย กระทรวงสาธารณสุขจึงได้ยกฐานะโรงพยาบาลอุดรธานีขึ้นเป็น โรงพยาบาลศูนย์อุดรธานี เพื่อสกัดกั้นผู้ป่วยที่อยู่ในต่างจังหวัดมิให้ต้องเสียเวลา และค่าใช้จ่ายโดยไม่จำเป็นในการขอรับบริการที่มีคุณภาพจากโรงพยาบาลในกรุงเทพมหานคร และเพื่อรับการส่งต่อผู้ป่วยจากโรงพยาบาลจังหวัดอื่นๆ ที่มีอยู่โดยรอบ ตลอดจนเป็นสถานที่ฝึกอบรมบุคลากรสาธารณสุข[3]