北京市眼科研究所、北京市耳鼻咽喉科研究所、北京市糖尿病研究所與醫院主體并稱“一院三所”，成為集醫療、教學、科研、預防、國際交流五位一體的醫療科研聯合體。眼科、耳鼻咽喉科為教育部批準的國家臨床重點學科，變態反應(鼻過敏)科為原國家衛生和計劃生育委員會批準的國家臨床重點?？?，中醫眼科學為國家中醫藥管理局批準的中醫重點學科。首都醫科大學北京眼科學院和耳鼻咽喉科學院設在院內。醫院設有世界衛生組織防盲合作中心和世界衛生組織防聾合作中心，附設北京同仁眼庫(國際眼庫協會會員)。
1886年，清光緒十二年，美國基督教“衛理公會”的蘭大夫、衛大夫在崇文門的孝順胡同開辦名為“同仁醫院”的眼科診所。
1899年，“衛理公會”的霍甫金斯·賀慶先生捐資教會在北京東交民巷東口(現北京同仁醫院地址)使館區內選定并購妥院址，開始籌備興建工程。
1913年，醫院在西山選定基地建造樓房，命名為“天然療養院”，專門結核病。
1914年，醫院南樓建成。同年，西病房樓落成。醫院的病房設在西樓，分為三層，有眼科、內科和外科病房，眼科約占1/2。
1917年，醫院北樓落成，賀慶院長得到了中華博醫學會的資助，聘請美國醫生潘提司先生來院工作，設立牙科。1918年與協和醫院合辦牙科專門醫學校。
1918年，由于賀慶家族的捐資，新址落成后，英文名稱改為“賀約翰氏捐建美以美會醫院”。1927年賀慶大夫退職以后，醫院英文名稱再次更改為“賀氏紀念醫院”。
1942年，日偽北京特別市公署衛生局接收同仁醫院全部資產，日偽北京市衛生局將同仁醫院改為“市立第二醫院”，賀慶院長被迫離職。
1945年5月，醫院又由日本“開發醫療組合”接管，改名為“開發醫院”。
1945年11月14日，衛理公會會督江長川、美國代表白輔德致函北平衛生局，要求將醫院收回管理。次年1月，衛理公會收回了醫院，恢復使用同仁醫院的名稱。
1949年4月，在中共北京市委及市總工會的領導下，醫院建立了工會。同年11月，建立了新民主主義青年團。
1952年7月，醫院與北京市婦嬰醫院合并，更名為“北京市同仁醫院”，增設了婦產科、小兒科。
1953年8月，北京市人民政府正式接管醫院，更名為“北京市立同仁醫院”。
1955年，醫院更名為“北京市同仁醫院”。
1958年10月，北京市政府決定將同仁醫院的神經外科全部遷到以神經外科為中心的宣武醫院。
1959年，眼科研究所成立，設有微生物、病理、生理研究室，羅宗賢教授任所長。
1966年，文化大革命開始后醫院更名為“北京市工農兵醫院”。
1979年，醫院復名“北京市同仁醫院”。
1994年，更名為“首都醫科大學附屬北京同仁醫院”。
醫院設有眼底科、青光眼科、眼外傷科、白內障中心、視光中心、眼角膜科、眼腫瘤科、眼肌科、眼中醫科、眼整形科、臨床檢查中心、中心防盲辦公室、同仁眼庫、北京市眼科研究所、耳科、鼻科、喉科、頭頸外科、中心防聾辦公室、北京市耳鼻咽喉科研究所、變態反應科、心內科、心外科、神經內科、消化內科、呼吸內科、腎內科、內分泌科、血液科、風濕免疫科、感染科等科室。
其中眼科、耳鼻咽喉科為原衛生部批準的國家臨床重點?？?，變態反應科為國家衛生和計劃生育委員會批準的國家臨床重點?？?，中醫眼科學為國家中醫藥管理局批準的中醫重點學科。
在臨床相關研究方面，眼底?？崎_展了增生性玻璃體視網膜病變發病機制的研究，視網膜下人工假體植入技術及組織相容性研究，高度近視眼致病基因定位及蛋白質組學分析，黃斑營養不良的致病基因定位研究，年齡相關性黃斑變性發病危險因素和早期干預研究，以及眼病的流行病學研究等。持續不斷的獲得了多項及省部級課題經費的支持。發表了系列高質量研究論文，形成了同仁品牌效應和國際影響力。北京同仁醫院眼底?？茍猿忠耘R床服務為根本，以科研創新為導向，醫療、教學、科研、預防發展的目標，推動了創新型的科學研究工作的持續開展和學科臨床服務水平的不斷提高。
