解放军第309医院成立于1958年，前身是由南京军事学院附属医院、第四十一医院和第三一五医院组建而成的。组建之初，隶属解放军总医院。1960年11月医院划归总后直接领导。2004年5月，并入解放军总医院。

经过47年的建设和发展，解放军第309医院现已成为北京市西北郊唯一的三级甲等大型综合性医院。院长刘希华。医院全军结核病中心，已通过总部申报结核病研究所考评;移植医学中心累计已实施肾脏移植1420例、肝脏移植186例，并成功完成心脏移植、肝肾、胰肾联合移植和造血干细胞移植。

医院骨科、普通外科、肝胆外科、消化内科等学科在军内外享有较高声誉。神经疾病、心血管病、呼吸系统疾病等多个专科列入解放军总医院临床医学专科中心。

医院占地74万平方米，先后被评为北京市花园式单位，首都文明单位，国家级爱婴医院，是第四军医大学、天津武警医学院等院校的教学医院，是北京市首批医疗保险定点医院，海淀区“物价、计量信得过”单位。在抗击“非典”工作中，医院被中组部授予“全国防治非典型肺炎工作先进基层党组织”，医院党委被授予“全军先进党组织”称号。2005年5月，被国务院表彰为“全国民族团结进步模范集体”。

目前，医院展开床位1000余张，医务人员1200余名。其中，高级专业技术职务130名，博士及硕士研究生100余名，博士生导师5名，硕士生导师20余名。

医院拥有1.5T核磁共振、16层螺旋CT、数字胃肠机、血管造影机和数字X线照相机等国际顶级医疗设备及经皮电视腹腔镜、医用直线加速器、头部及体部X刀等一批先进医疗设备，总值1.6亿元。手术室全部为百级和负压标准。无菌层流病房、血液净化病房和重症监护病房均达到国内先进水平。医院实现了数字化远程教学、交流和会诊。医院落实科学发展观，坚持“以人为本”，奉行“病人至上，质量第一”的原则，面向社会，服务军民，竭诚为军内外求医者提供一流医疗服务。