大同市第三人民医院最初源于1951年2月为了抗美援朝成立的第四机动医院，1954年8月改番号为中国人民解放军第257医院，1958年8月转到地方组建成立大同市第三人民医院。经过几代人的不懈努力，医院不断发展壮大，成为一所集医疗、教学、科研、预防、康复、保健于一体的大型“三级甲等”综合医院，承担着雁同地区乃至周边晋、冀、蒙人民的医疗保健任务。医院同时为国家级爱婴医院、全国百姓放心示范医院、全国脑卒中筛查与防治基地、全国高级卒中建设中心、山西医科大学附属医院、国家級住院医师规范化培训基地、山西省全科医师培训基地、山西省临床药师培训中心、山西省血液透析卫技人员规范化培训基地、大同市远程医学中心、大同市胸痛中心、大同市危重孕产妇救治中心、大同市病理会诊中心等。 目前医院编制床位数1000张，实际开放床位数1200张。全院共有职工2032人，其中卫生技术人员1706人(医师604、护士978)。正高职称84人，其中正主任医师76人、正主任护师 5人;副高职称196人，其中副主任医师125人、副主任护师47人。研究生学历225人，2人为省委联系的高级专家，16人被聘为山西医科大学硕士研究生导师。1人被评为山西省学术技术带头人，12人被评为大同市学术技术带头人。38人被聘为首席专家，其中国家级高端人才15人。2人在中国医师协会分会担任常委，13人在中华医学会山西分会担任副主任委员、49人次担任常委、4人在中国医师协会山西分会担任副会长、9人在大同市医学分会担任主任委员。

医院开设38个临床科室，12个医技科室，其中省级重点学科1个(心血管内科);省市共建重点学科2个(泌尿外科、医学影像科);省级重点建设学科1个(神经内科);市级重点学科16个(心血管内科、神经内科、普通外科、泌尿外科、重症医学科、胸外科、血液内科、消化内科、妇产科、神经外科、皮肤科、烧伤整形美容科、口腔科、医学影像科、病理科、护理学科)。医院现有心脏中心、神经疾病中心、呼吸疾病中心、内分泌代谢性疾病中心、普通外科中心、生殖医学中心、骨关节诊疗中心、临床营养中心、变态反应中心、腔镜中心、医学影像中心、医学检验中心、病理会诊中心等医学中心，以多中心建设为抓手，加速学科建设。 2018年医院各项主要业务指标再创历史新高，门急诊量79万人次，年出院人数3.8万，其中疑难病例占比居全省第二;手术量1.5万人次，年床位周转次数32.41次，出院患者平均住院日10.36天。 目前医院拥有3.0T飞利浦磁共振成像系统、256排飞利浦CT、1.5T西门子磁共振成像系统、64排GE螺旋CT、飞利浦数字化减影心血管造影系统、全飞秒激光治疗近视系统、手术机器人导航定位系统、数字化手术系统等50万元以上大型医疗设备120余台。