โรงพยาบาลอุตรดิตถ์ เปิดทำการอย่างเป็นทางการเมื่อ 12 เมษายน พ.ศ. 2494 โดยมีเนื้อที่รวมทั้งสิ้นในปัจจุบันจำนวน 46 ไร่ 1 งาน 99 ตารางวา ตั้งอยู่เขตภาคเหนือตอนล่าง ในอำเภอเมืองอุตรดิตถ์ จังหวัดอุตรดิตถ์ โรงพยาบาลอุตรดิตถ์ถือเป็นโรงพยาบาลศูนย์แห่งที่ 2 ในเขตกลุ่มจังหวัดภาคเหนือตอนล่าง และเป็นโรงพยาบาลประจำภูมิภาคที่มีขีดความสามารถระดับตติยภูมิ (Tertiary Care) ในปัจจุบันได้เปิดทำการสาขานอกโรงพยาบาล 1 แห่ง คือ โรงพยาบาลอุตรดิตถ์ สาขา 1 บริเวณทางหลวงหมายเลข 1045(ถนนย่านศิลาอาสน์) เปิดศูนย์สุขภาพชุมชนโรงพยาบาลอุตรดิตถ์ 1 แห่งที่ ถนนสำราญรื่นใกล้กับวัดท้ายตลาด และได้มีการก่อสร้างตึกอุบัติเหตุ-ฉุกเฉินขึ้นใหม่แล้วเสร็จในปีพ.ศ. 2555 มีผลทำให้โรงพยาบาลฯมีจำนวนเตียงผู้ป่วยเพิ่มจากเดิม 500 เตียงเป็น 647 เตียง

นอกจากนี้โรงพยาบาลอุตรดิตถ์ได้ร่วมผลิตแพทย์กับคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร โดยจัดตั้งหน่วยงานศูนย์แพทยศาสตรศึกษาชั้นคลินิก โรงพยาบาลอุตรดิตถ์ และเป็นสถาบันร่วมผลิตแพทย์แห่งคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร โดยก่อตั้งเมื่อ พ.ศ. 2541 โดยจัดการเรียนการสอนให้แก่นิสิตแพทย์ในระดับชั้นคลินิก (ชั้นปี 4 - 6) ในหลักสูตรแพทยศาสตรบัณฑิต มหาวิทยาลัยนเรศวร รวมปีละประมาณ 30 คน ตามโครงการร่วมผลิตแพทย์เพิ่มเพื่อชาวชนบทของสำนักงานบริหารโครงการร่วมผลิตแพทย์เพิ่มเพื่อชาวชนบท กระทรวงสาธารณสุข