โรงพยาบาลอุตรดิตถ์ เป็นโรงพยาบาลศูนย์ สังกัดสำนักงานปลัดกระทรวงสาธารณสุข กระทรวงสาธารณสุข เริ่มก่อสร้างเมื่อ พ.ศ. 2483 ช่วงก่อนยุติสงครามโลกครั้งที่ 2 โดยคุณพระสมัครสโมสร ผู้ว่าราชการจังหวัดอุตรดิตถ์ในขณะนั้น ได้ประชุมคณะกรรมการ จังหวัดอุตรดิตถ์ อนุมัติเงินบำรุงท้องที่จัดซื้อที่ดิน เนื้อที่ 28 ไร่ 50 ตารางวา

             โรงพยาบาลอุตรดิตถ์ เปิดทำการอย่างเป็นทางการเมื่อ 12 เมษายน พ.ศ. 2494 มีเนื้อที่รวมทั้งสิ้น 46 ไร่ 1 งาน 99 ตารางวา ตั้งอยู่เขตภาคแหนือตอนล่าง ในอำเภอเมืองอุตรดิตถ์ จังหวัดอุตรดิตถ์

            ปัจจุบัน โรงพยาบาลอุตรดิตถ์ได้ร่วมผลิตแพทย์กับคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร โดยจัดตั้งหน่วยงานศูนย์แพทยศาสตรศึกษาชั้นคลินิก โรงพยาบาลอุตรดิตถ์ และเป็นสถาบันร่วมผลิตแพทย์แห่งคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร โดยก่อตั้งเมื่อ พ.ศ. 2541 โดยจัดการเรียนการสอนให้แก่นิสิตแพทย์ในระดับชั้นคลินิก (ชั้นปี 4 - 6) ในหลักสูตรแพทยศาสตรบัณฑิต มหาวิทยาลัยนเรศวร รวมปีละประมาณ 30 คน ตามโครงการร่วมผลิตแพทย์เพิ่มเพื่อชาวชนบทของสำนักงานบริหารโครงการร่วมผลิต แพทย์เพิ่มเพื่อชาวชนบท กระทรวงสาธารณสุข และเป็นโรงพยาบาลศูนย์เขต 9 แห่งที่2 รับผิดชอบในเขตจังหวัดแพร่ น่าน และสุโขทัย ร่วมกับโรงพยาบาลพุทธชินราช จังหวัด พิษณุโลก