硬件设施
据医院官网2015年12月信息显示：医院拥有数字血管造影机、PET-MR、PET-CT、回旋加速器、计算机断层系统、高压氧舱、机器人手术系统、磁导航介入系统、术中CT及术中磁共振等先进诊疗设备4万多台套。
医护团队
据医院官网2015年12月信息显示：医院拥有5位中国工程院院士，1百多名技术三级以上专家，1千多名高职专业技术人员。其中，博士生导师184名，硕士生导师293名，180余人担任全国、全军各医学专业委员会正、副主任委员，医院共为军队培养了4000多名硕士、博士等高层次临床医学人才，为军地医院培养临床进修生1万多名，专修班学员数万人。有21人次在中华医学会各专业委员会中担任主任委员和副主任委员，有71人次在全军学术委员会中担任主任委员和副主任委员。“模范医疗保健集体”—南楼临床部、“模范医学教授”—姜泗长、“模范医学专家”—卢世璧等模范群体和先进个人，3个集体和10名个人分别荣立一等功，两人荣获“南丁格尔奖”。
附属医院：
中国人民解放军总医院海南分院坐落在三亚市海棠湾，是经中央军委批准创建的一所集医疗、保健、科研、教学于一体的大型现代化三级甲等医院，也是“301医院”成立60年来，首次异地新建的分院。
解放军总医院附属医院（原304医院）始建于1954年3月，是一所以医教研相结合、创（烧）伤外科、骨科、急救医学和危重症救治为主要特色的三级甲等综合性医院。
所获荣誉
据医院官网2015年12月信息显示：医院先后被评为“国际模范爱婴医院”、“全国百佳医院”、“全国百姓放心医院”、“全国百姓放心示范医院”、“全军为部队服务先进医院”，荣获全国卫生系统“文化建设创新奖”、国家卫生部授予“医院改革创新奖”。
2015年11月，在复旦大学医院管理研究所推出的《2014年度中国医院排行榜（综合）》、《2014年度中国医院综合排行榜（专科汇总）》上，中国人民解放军总医院名列第三。
2022年4月，中国人民解放军总医院医学中心卫勤部被授予“北京2022年冬奥会、冬残奥会北京市先进集体”称号。