山西省汾阳医院创建于1889年，前身是美国基都教会华北公理会创办的教会医院。医院建院初期，先后用名“公理会汾阳宏济施医院”“汾州医院”。1922年，医院创办“高级职业护士学校”，开创了山西现代护理的先河。1927年医院成立了地下党支部，支部成员将红色基因植入医院，在吕梁播撒革命的火种。1949年9月，汾阳医院被确定为省立医院之一。1951年4月15日，医院由山西省人民政府接管，命名为“山西省立汾阳医院”。1985年6月，更名为“山西省汾阳医院”。

1913年、1920年、1928年、1930年、1931年间，时任医院院长万德生带领医院医生和护士，多次分赴大同、临县、兴县及陕北等地扑灭鼠疫，当地群众曾自发组织给万德生送了“万人伞”，汾阳医院由此而声誉雀起。1936年，医院成功开展第一例胃切除手术，达到当时国内先进水平；1965年，成功为一名患者切除70余斤的巨大卵巢囊肿；1969年，成功为一患者切除46公斤重的骨巨细胞瘤；1970年，开展针刺麻醉，八十年代中期，开展了体外循环下的心脏直视手术及脑肿瘤切除术，在“晋陕甘宁”享有盛誉，被百姓亲切称为“小协和”。

汾阳医院历经130余年传承，现已发展成为一所集医疗、教学、科研、预防保健、康复为一体的三级甲等综合医院。医院占地面积7.76万平方米，建筑面积12.16万平方米，编制床位1100张，开放床位1155张，设临床、医技科室62个，行政职能科室33个。其中省级重点学科3个、省级重点建设学科3个，省市共建重点学科3个，山西医科大学重点培育学科1个，省级重点建设专科6个；医院现有职工1726人，其中高级职称426人，山西医科大学硕士生导师24名，博士后1人、博士10人、硕士231人，山西省百千万卫生高端领军人才2人，山西省百千万卫生骨干精英人才26名，三晋英才“拔尖骨干人才”5名、“青年优秀人才”5名；医院年门诊58万余人次，住院4.2万余人次。

医院拥有飞利浦3.0T磁共振仪、64排螺旋CT、西门子双源CT、直线加速器、ECT、飞利浦FD20血管造影机、全自动生化、血液、尿液检测流水线、史托斯3D腔镜、奥林巴斯4K腔镜、ECOM、飞利浦PET/CT等大型设备。目前，是吕梁市专业最全、设备最先进、规模最大的医院。是山西医科大学直属附属医院，是国家卫生健康委指定的中南大学湘雅医院、中日友好医院帮扶单位，国家卫健委脑卒中筛查防治基地，国家首批住院医师规范化培训基地和全科医师培训基地。

医院主要承担汾阳市、孝义市、交城县、交口县、石楼县、中阳县、文水县、离石区等县、市的医疗救治、预防保健任务，另外还有平遥县、介休市、隰县、汾西县等周边县市患者慕名而来，覆盖人口约300余万。医院可开展体外循环下复杂先心病手术、心脏瓣膜手术非停跳冠脉搭桥术、全腹腔镜下胰十二指肠联合切除术及胃癌、结直肠癌根治等微创手术，腔镜下肺癌、食管癌根治术，消化道早癌粘膜下剥离术（ESD）、粘膜下肿瘤挖除术（ESE）/全层切除术（EFTR），经皮介入瓣膜置换术（TAVI手术）、血管内超声（IVUS）冠脉介入治疗术、经导管腔内血管成形术、经导管缺血性脑血管病介入治疗等三、四级手术和微创手术。近年来，介入血管科和超声科介入治疗突飞猛进，可完成三甲医院要求开展的98％的技术项目。

1966年的邢台地震、1976年唐山地震、2008年汶川地震、2010年玉树地震、2020年湖北新冠肺炎疫情及2022年上海疫情均派出医疗队；2003年的非典疫情、2006年乙脑疫情、2009年和2014年甲型H1N1流感疫情、2014年11月麻疹疫情、2020年的新冠疫情，汾阳医院作为吕梁市唯一一家定点医院全程参与疾病的诊治，均取得患者零死亡的、医护人员零感染的好成绩；2016年至今，医院先后派出6批次10名医生进行援疆工作；医院在2008—2009年和2017—2018年分别派出4名医生和1名医生在吉布提、喀麦隆、多哥进行医疗援助，2022年，医院又派出6名医生作为整建制援助单位赴多哥进行医疗援助。

全院干部职工恪守“厚德、精医、自强、致远”的院训，以“恪尽职守、笃学明辨、传承历史、守正创新”汾医精神为指导，以“脚踏实地、雷厉风行、勤学不懈、精益求精”的工作方针和“无愧医护心、留住患者心、赢得百姓心”的服务理念为患者提供“优质、高效、全程”医疗服务。多次受到国家、省、市表彰，三十多年来一直保持山西省文明医院称号，三次荣获“全国卫生系统先进集体”称号。近年来先后荣获“全国文明单位”“全国三八红旗集体”“全国卫生文化先进集体”“中国优秀志愿服务集体”“山西省模范单位”“山西省集体一等功”“山西省五一劳动奖状”“山西省文明和谐单位”“山西省十佳医院”“山西省医院内涵建设先进集体”“山西省优秀基层党组织”“山西省抗击新冠肺炎疫情先进集体”等荣誉称号。