解放军总医院第三医学中心的前身是1937年创建于延安的中央警备团卫生所。
1942年扩编为中央警备团卫生处,跟随党中央转战陕北,迁移西柏坡。
1949年3月进驻北京香山地区。
1949年9月扩编为中央公安纵队二师医院。
1958年,伴随着北京卫成区成立,中央公安纵队二师医院改为北京卫戍区医院,搬至海淀区永定路。
1959年改为267医院。
1976年改为北京卫戍区警卫一师医院。
1983年转隶中国人民武装警察部队,组建武警总医院。
2018年5月转隶联勤保障部队。
2018年11月更名为解放军总医院第三医学中心。