大同市第三人民醫院最初源于1951年2月為了抗美援朝成立的第四機動醫院，1954年8月改番號為中國人民解放軍第257醫院，1958年8月轉到地方組建成立大同市第三人民醫院。經過幾代人的不懈努力，醫院不斷發展壯大，成為一所集醫療、教學、科研、預防、康復、保健于一體的大型“三級甲等”綜合醫院，承擔著雁同地區乃至周邊晉、冀、蒙人民的醫療保健任務。

醫院同時為國家級愛嬰醫院、全國百姓放心示范醫院、全國腦卒中篩查與防治基地、全國高級卒中建設中心、山西醫科大學附屬醫院、國家級住院醫師規范化培訓基地、山西省全科醫師培訓基地、山西省臨床藥師培訓中心、山西省血液透析衛技人員規范化培訓基地、大同市遠程醫學中心、大同市胸痛中心、大同市危重孕產婦救治中心、大同市病理會診中心等。

目前醫院編制床位數1000張，實際開放床位數1200張。全院共有職工2032人，其中衛生技術人員1706人（醫師604、護士978）。正高職稱84人，其中正主任醫師76人、正主任護師 5人；副高職稱196人，其中副主任醫師125人、副主任護師47人。研究生學歷225人，2人為省委聯系的高級專家，16人被聘為山西醫科大學碩士研究生導師。1人被評為山西省學術技術帶頭人，12人被評為大同市學術技術帶頭人。38人被聘為首席專家，其中國家級高端人才15人。2人在中國醫師協會分會擔任常委，13人在中華醫學會山西分會擔任副主任委員、49人次擔任常委、4人在中國醫師協會山西分會擔任副會長、9人在大同市醫學分會擔任主任委員。

醫院開設38個臨床科室，12個醫技科室，其中省級重點學科1個（心血管內科）；省市共建重點學科2個（泌尿外科、醫學影像科）；省級重點建設學科1個（神經內科）；市級重點學科16個（心血管內科、神經內科、普通外科、泌尿外科、重癥醫學科、胸外科、血液內科、消化內科、婦產科、神經外科、皮膚科、燒傷整形美容科、口腔科、醫學影像科、病理科、護理學科）。

醫院現有心臟中心、神經疾病中心、呼吸疾病中心、內分泌代謝性疾病中心、普通外科中心、生殖醫學中心、骨關節診療中心、臨床營養中心、變態反應中心、腔鏡中心、醫學影像中心、醫學檢驗中心、病理會診中心等醫學中心，以多中心建設為抓手，加速學科建設。

2018年醫院各項主要業務指標再創歷史新高，門急診量79萬人次，年出院人數3.8萬，其中疑難病例占比居全省第二；手術量1.5萬人次，年床位周轉次數32.41次，出院患者平均住院日10.36天。

目前醫院擁有3.0T飛利浦磁共振成像系統、256排飛利浦CT、1.5T西門子磁共振成像系統、64排GE螺旋CT、飛利浦數字化減影心血管造影系統、全飛秒激光治療近視系統、手術機器人導航定位系統、數字化手術系統等50萬元以上大型醫療設備120余臺。