医院于1958年由解放军南京军事学院附属医院、解放军第四十一医院和解放军第三一五医院抽组人员组建而成。先后隶属解放军总医院和总后勤部领导。解放军309医院隶属于总后勤部的一所师级甲等医院，1998年继续担负第四军医大学、北京医学高等专科学校的实习任务，保持着国家爱婴医院、首都文明单位、花园式单位的称号。