解放军总医院目前有八个医学中心，分别是：
第一医学中心
第一医学中心（原 301 医院院本部的各个临床部合并而成）。
这无疑是真正的航母主舰，各个科室的实力强大而且均衡，几乎每个专业都能随手找出一堆牛人。
第二医学中心
第二医学中心（原南楼临床部）。
简单地说，这是一个为高级干部服务的地方。301 的这块金字招牌里，除了有过硬的实力做基础之外，高干们的频频光顾也起到了很大的广告效应。
第三医学中心
第三医学中心（原武警总医院）。
这曾是武警体系里最好的医院，以前最强的专业有两个：一个是肝移植，一个是眼眶病。
第四医学中心
第四医学中心（原解放军总医院第一附属医院即 304 医院）。
这个医院最早叫中国人民解放军第 304 医院，2004 年与解放军总医院合并，对内称 304 临床部，对外称解放军总医院第一附属医院，但大家还是喜欢简称其为「304 医院」。这个医院比较强的专业是烧伤、骨科和创伤急救。尤其是烧伤科，出了两个院士。
第五医学中心
第五医学中心（原 302 医院及 307 医院）。
302 医院是个非常有特色的医院，主治一个病：肝炎。
至于 307 医院，以前是卫生部的同位素医院，交军队后隶属于军事医学科学院，成为后者的附属医院，专攻「三防」（防原、防化、防生）。所以这个医院在放射病、中毒救治、骨髓移植等方面都非常棒，后来发展到以乳腺癌为代表的肿瘤专业也非常强大。可以说 307 医院就是军队的肿瘤医院。
第六医学中心
第六医学中心（原海军总医院）。
海军是军队里的特色兵种，这些年来发展迅速。不过海军总医院始终比较低调，甚至有点神秘。其实它的专业配置很完整并且实力很强，尤其是耳鼻喉、神经外科和高压氧治疗等专业非常突出。
第七医学中心
第七医学中心（原陆军总医院）。陆军总医院在 2016 年以前叫北京军区总医院，刚改了名才两年，现在又变成了解放军总医院第七学中心。
作为北京军区的最高水平的体系医院，该院的综合实力也非常好，但最值得让人称道的还是它下属的八一儿童医院。尤其是在就医风气极度崩坏、儿科专业哀鸿遍野的现下，军队里居然还留下了这样一方净土，这就不得不令人向军装和枪产生更深的敬畏和向往。
第八医学中心
第八医学中心（原 309 医院）。
309 医院的前身是南京军事学院附属医院，这次是它第三次归解放军总医院管理，期间还归总后勤部和总参谋部管过。该院一直是全军的结核病中心。