Cơ sở tiền thân của Bệnh viện Đa khoa Đống Đa hiện nay là Bệnh xá khu phố Đống Đa được thành lập từ năm 1964, lúc đầu chỉ có 30 giường bệnh. Đến năm 1968, được nâng cấp trở thành Bệnh viện khu phố Đống Đa, tăng lên 100 giường bệnh. Năm 1970, Sở Y tế thành phố Hà Nội ra quyết định thành lập Bệnh viện Đa khoa Đống Đa (gồm Trạm Mắt Hà Nội và Bệnh viện khu phố Đống Đa) với 10 khoa, phòng và được giao nhiệm vụ đầu ngành Mắt Hà Nội.

 Năm 1994, Bệnh viện được tái cơ cấu lại thành 15 khoa, phòng, Khoa Mắt được tách riêng để thành lập Trung tâm Mắt Hà Nội, nay là Bệnh viện Mắt Hà Nội. Đồng thời, Bệnh viện tiếp nhận Khoa Lây từ Bệnh viện Hai Bà Trưng chuyển về và được giao nhiệm vụ đầu ngành Truyền nhiễm. Kể từ đó đến nay, Bệnh viện được giao nhiệm vụ chăm sóc và điều trị nội, ngoại trú cho bệnh nhân HIV/AIDS của thành phố tại Khoa Lây của Bệnh viện. Trong suốt những năm qua, Bệnh viện Đa khoa Đống Đa đã không ngừng nâng cấp cải tạo cơ sở hạ tầng, đầu tư trang thiết bị máy móc hiện đại để phục vụ công tác khám chữa bệnh cho người dân. Đến nay, Bệnh viện Đa khoa Đống Đa đã trở thành Bệnh viện hạng II của thành phố Hà Nội với quy mô 290 giường bệnh, có 25 khoa, phòng gồm 7 phòng chức năng và 11 khoa lâm sàng và 5 khoa cận lâm sàng. Bệnh viện hiện có 407 cán bộ công nhân viên. Ngoài làm tốt công tác khám chữa bệnh, bệnh viện còn đóng vai trò đầu ngành truyền nhiễm của y tế Thủ Đô.

Nhiều năm qua Bệnh viện đã thực hiện tốt công tác chỉ đạo tuyến, hướng dẫn, tập huấn chuyên môn nghiệp vụ về chẩn đoán và điều trị các bệnh truyền nhiễm cho các cơ sở y tế trên địa bàn. Bên cạnh đó, Bệnh viện cũng đã triển khai nhiều hình thức xã hội hóa y tế, qua đó nâng cao chất lượng chẩn đoán, điều trị phục vụ người bệnh. Bệnh viện là đơn vị đi đầu trong khám chữa bệnh và chăm sóc các bà mẹ Việt Nam anh hùng, các gia đình chính sách, các cháu tàn tật...

Với những thành tích đã đạt được, Bệnh viện Đa khoa Đống Đa đã nhiều lần vinh dự được đón nhiều phần thưởng cao quý như Huân chương Lao động hạng Ba năm 2001; Huân chương Lao động hạng Nhì năm 2005; Huân chương Lao động hạng Nhất năm 2020./.