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1956年
石牌基地奠基動土開工
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1959年
本院開幕
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1963年
柯柏醫學科學研究紀念館落成啟用
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1967年
護理館落成啟用
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1970年
第一門診大樓完工啓用
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1975年
思源樓落成
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1977年
第二門診大樓落成啓用
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1985年
長青樓啟用
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1989年
醫學研究大樓易名為致德樓
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1989年
(新)中正樓落成
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2009年
醫學科技大樓落成
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2017年
第三門診落成
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2022年
長青樓啟用
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2022年
智慧型手術大樓完工
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2023年
重粒子癌症治療中心開幕
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2024年
荷花池更名為「忘憂湖」
1956年 石牌基地奠基動土開工
本院奠基儀式由輔導會嚴兼主任委員家淦與蔣代主任委員經國共同主持，俞行政院長鴻鈞、美國駐華大使館蘭欽大使親為動土。
1959年 本院開幕
11月開幕，由時任陳副總統誠先生親臨主持，貴賓雲集，輔導會蔣主任委員經國先生等政府軍政長官及中、外來賓300餘人觀禮。初創之時，僅設置9個一級醫療單位，7個行政支援單位，病床600張，病房皆為統艙式，醫師均由國防醫學院教授、副教授兼任，醫療人才堪稱一時之選。
1963年柯柏醫學科學研究紀念館落成啟用
美國實業家柯柏先生早年於華北設紡織工廠，獲利頗豐，曾多次來台，亦蒙先總統蔣公接見。在台期間，經由美國醫藥助華會劉執行長孔樂先生介紹，赴國防醫學院訪問，熱心資助我國醫學科學的發展。返美後，柯柏先生病逝，遺囑捐款國防醫學院，家屬匯贈美金7萬5千元，國防醫學院請得國防部相對款項支援，籌建醫學科學研究館，定名為「柯柏醫學科學研究館」，並將館址設於本院。1964年本院奉准在柯柏館，成立「醫學研究部」，為國內首創醫學研究部門的醫院。主任一職由盧院長致德親自兼任，以示對研究的重視。
1967年 護理館落成啟用
國防醫學院接受美國紐約中華醫學教育理事會捐贈美金5萬元，在本院護士宿舍北端建造護理館一座，供護理人員實施在職教育。
1970年 第一門診大樓完啓用
計有診察室41間及寬敞的候診室。
1975年 思源樓落成
1969年7月實施第1期5年發展計畫，主要工程為興建12層中正樓(今之思源樓)及充實設備。1975年10月31日完工啓用，由輔導會趙主任委員聚鈺主持揭幕，1988年易名為思源樓，床位增加為1532床。
1977年 第二門診大樓完工啓用
地下1層地上6層，於1977年7月完工啓用；1983年因門診人次增而加蓋7、8樓。
1985年 長青樓啟用(已於2022年拆除)
原長青樓規定收住退役將官及一般暨癌症病患，並設有復健治療室。
後因年久且係海砂屋之故，致建材變質影響結構強度，業經簽奉院長核准「長青樓建築物拆除工程暨停車場鋪設工程」於2021年9月開始拆除，2022年2月完成拆除，原址另於2022年9月新建醫護宿舍大樓。
1985年 8月長青樓落成啓用
1989年 醫學研究大樓易名為致德樓
醫學研究大樓應業務需要，編制逐年擴大，柯柏館原址漸不敷使用，乃在本院第二個5年計畫第一期工程中，將醫研部與圖書館和會議中心聚集在一起興建了一棟8層樓高的「醫學研究大樓」。1989年，為紀念盧院長致德灌溉的心血，博採眾議，將「醫學研究大樓」易名為「致德樓」。
1989年 新中正樓落成
中正樓為本院最主要建築物，地上24層、地上3層，白色穩重的造形，天母、北投地區的地標，耗資新台幣75億8千萬元，頂樓設直昇機停機坪，以備緊急救護之需。1989年10月，舉行(新)中正樓落成典禮，榮民工程事業處贈送朱銘雕刻太極圖，題名「健康之門」，期許所有病患進入此大門接受醫療都能重獲健康；另大廳的「壽人壽世」匾額，是總統府資政張群於中正樓揭幕時所致贈。
2009年 醫學科技大樓落成
彭院長芳谷1995年起採納教研部規畫，推動新大樓改建案，成為新建醫學科技大樓的緣起。2009年落成啟用，結合臨床及基礎研究，並榮獲第9屆公共工程金質獎「施工品質優良獎---建築類」優等獎。
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醫學科技大樓落成
2017年 第三門診落成
本棟大樓斥資近19億元，於2014年1月動工至2017年9月完工啟用，本院與陽明、交通大學及國際知名科技大廠合作，除成立國內第一所醫院內的醫療創新中心，門診大樓亦提供親切友善便捷的全面性整合照護服務模式，整合智慧化科技與醫療，建立以病人為中心的「未來醫院」。第三門診大樓為地上9層、地下3層的智慧化、綠能建築，具有「人性規劃」、「智慧設計」、「前瞻思維」、「藝術空間」四大特色，是完全以病人為中心設計的現代化醫療大樓。此建築並榮獲「第17屆公共工程金質獎」。
2022年 長青樓啟用
2022年4月1日，本院「長青樓」正式啟用，外觀有著蝴蝶樣貌的「長青樓」聳立在湖畔門診旁，並與湖畔門診旁的荷花池產生綠帶水景的結合，一眼望去綠意盎然、視野景觀極佳，晨昏美景安撫了癌症治療及住院病人不安的心情。
2022年 智慧型手術大樓完工
因應社會結構改變及人口高齡化趨勢，手術醫療需求與日驟增，原手術室已不敷使用，本院規劃新建智慧型手術大樓，並納入專業醫護人員參與需求設計，本體採四層樓RC結構及懸臂式設計，與中正樓手術室相互連接；為提升病人安全，採用分流運輸設計，區分潔淨、污物、醫護電梯及走廊，避免交叉感染；整合醫療氣體、機電、水源雙向雙源串聯設計備援，避免供應中斷，此高科技手術室，與歐美國家並駕齊驅，亦為全國公立醫院首創全棟智慧型手術醫療設施大樓，2022年4月29日完工。榮獲候選綠建築銅級、智慧建築合格級標章、證書及公共工程金質獎設施工程類特優的肯定。
2023年 重粒子癌症治療中心開幕
本院斥資新台幣45億元，我國第一座「重粒子癌症治療中心」，2023年5月15日上午舉行開幕儀式，重粒子成為未來治癌新利器，提供國人多一項治療選擇。重粒子癌症治療中心於2019年1月正式動工，2020年6月建築及基座完工，創下15個月內完成建築物本體的紀錄，並與日本技術團隊無縫接軌，20個月內完成設備安裝驗證，本院重粒子癌症治療中心更是全世界第14座運轉中的重粒子中心，亦是台日醫療合作的新里程碑。
2024年 荷花池更名為「忘憂湖」
位於門診大樓旁的荷花池，因荷花(蓮花)是季節性植物，生長期時，覆蓋水面，易遭水禽啃食及滋生蚊蠅；非生長期的時候，池裡面完全沒有荷花，凋謝的季節，枯枝及枯葉顯得孤寂與落寞，了無生氣亦不美觀，恐影響病友及民眾心情。近期在威明院長的朋友贊助下，湖中增添多對鴛鴦，加上原先的天鵝和綠頭鴨，埃及雁等水禽，園區顯得生趣盎然，相當療癒，備受大家的喜愛，是本院成為美麗生態醫學中心的一部分，更是為醫院帶來活力與療癒的環境。因此，威明院長經徵詢多位同仁的意見與商議後，宣布自2024年2月1日起「荷花池」將走入歷史，並正式更名為「忘憂湖」。
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2024年 忘憂湖生態景觀