北京301医院医院设置165个临床、医技科室，233个护理单元，拥有8个国家重点学科、1个国家重点实验室、20个省部级及全军重点实验室、33个全军医学专科中心和研究所，形成了以综合诊疗为特色的13项专业优势。同时是全军重症监护示范基地和中华护理学会的培训基地。设有国际医学中心和健康医学中心，提供高端预防保健服务。医院年门急诊量490余万人，收容19.8万人，手术近9万例。
北京301医院是全军重症监护示范基地和中华护理学会的培训基地。每年招收市级以上医疗机构进修医师1200余名，接收军队、地方医学院校实习生200余名。军队生源基本涵盖了军队各兵种及武警系统130家医院，以及各系统门诊部、卫生队、疗养院等。地方生生源主要来自全国21个省、4个直辖市、5个自治区1500家三级以上医院和医学院，约占全国三级医院的65.2%。
北京301医院先后被评为“国际模范爱婴医院”、“全国百佳医院”、“全国百姓放心医院”、“全国百姓放心示范医院”、“全军为部队服务先进医院”，荣获全国卫生系统“文化建设创新奖”、国家卫生部授予“医院改革创新奖”。
北京301医院先后获得省部级以上科技成果奖励1300余项，其中，国家科技进步一等奖7项，二等奖22项，国家发明奖3项，军队科技进步一等奖21项。医院承担“973”、“863”等各类课题800多项，在中国国内、国际公开发表的论文总数和国内论文被引用次数连续4年居全国医院之首。