1955年10月1日，中華人民共和國國防部頒發命令，建立第二軍醫大學急症外科醫院。1956年4月28日開院，院址在上海市黃浦區漢口路515號，對外稱上海急症外科醫院。1958年9月1日，解放軍總參謀部、總後勤部聯合通知，第二軍醫大學急症外科醫院命名為第二軍醫大學第二附屬醫院，自此醫院由專科醫院擴建為綜合性教學醫院。1959年9月，醫院遷至黃浦區鳳陽路415號，對外院名改為上海同濟醫院。1966年9月，對外院名改為上海長征醫院。1969年10月，醫院隨第二軍醫大學遷到西安市。1975年7月，醫院遷回上海原址，對外仍沿用上海長征醫院院名至今。2004年11月，南京軍醫學院第四一四醫院歸建第二軍醫大學後移交給第二附屬醫院管理，對外稱上海長征醫院南京分院。2003年4月，上海市衛生局批准委託長征醫院管理閘北區中心醫院（託管）。
目前醫院總建築面積229990平方米，其中醫療、辦公110099平方米，生活119891平方米。開展床位1574張，其中醫院本部1074張，南京分院500張。
醫院學科門類齊全，設有業務科室40個，其中臨床科室29個，輔診科室11個。臨床教研室19個。有博士授權學科26個，碩士授權學科33個，為臨床博士後流動站。有7個學科為國家重點學科，即骨科、影像醫學科、普通外科、胸心外科、消化內科、中醫科、中西醫結合心血管科（國家中醫藥管理局重點學科）。有3個軍隊醫學研究所，即全軍骨科研究所、全軍器官移植研究所、全軍腎病研究所。有6個全軍醫學專科技術中心，即全軍臨床免疫中心、全軍急救醫學中心、全軍泌尿外科中心、全軍神經外科中心、全軍肺癌微創介入診治中心、全軍計畫生育優生優育技術中心。有2個上海市臨床醫學中心，即脊柱外科臨床醫學中心、急性創傷急救中心。有2個上海市醫學領先專業重點學科，即脊柱外科、顱腦外科。醫院是全軍實驗診斷重點實驗室，國家藥品臨床研究基地，軍隊藥品臨床研究基地。
醫院技術力量雄厚，擁有一批德高望重的老專家、老教授和一大批優秀中青年人才。現有專業技術幹部566名，其中高級專業技術職務207名（正高職74名，副高職133名）。博士研究生導師44名，碩士研究生導師122名。主系列專業技術幹部全部為大學本科以上學歷，其中具有博士學位的154名，占40%，具有碩士學位的149名，占39.6%。出國留學歸來人員76名。有56人獲得國務院頒發的政府特殊津貼，6人被總政治部和國家人事部批准為有突出貢獻的中青年專家。從1989年第一屆開始連續10屆共10人榮獲上海市青年醫務人員最高榮譽獎“銀蛇獎”。共17人獲得上海市“百人計畫”、“曙光計畫”、“科技啟明星計畫”、“領軍人才”。7人次評為上海市“十大科技精英”、“十大傑出青年”、“十佳醫師”、“十佳護師”。7人為總後勤部科技銀星、科技新星。擔任國際、國內學術組織重要職務505個。
醫院形成了骨科傷病、神經外科傷病、器官移植、腎病、皮膚真菌病、多發傷及多臟器功能障礙綜合症的救治等20多個醫療特色。成功搶救大批危重傷病員和治癒大量疑難病症。疾病診治方面的成就和經驗獲得數十項醫療成果獎，其中軍隊、上海市重大醫療成果獎26項。“八五”以來，先後承擔國家、軍隊、地方大量科研攻關課題，獲各項科研成果279項，其中國家發明獎7項，國家科技進步三等獎以上12項，軍隊、上海市科技進步二等獎以上86項，發表論文5845篇，出版專著160餘部。1993年以來醫院每年在國內期刊發表論文數一直居全國醫院前茅。
醫院為第二軍醫大學臨床醫學院，擔負大量醫學本科生臨床課授課任務和實習帶教任務。並從1978年至2006年招收博士、碩士研究生和博士後共1972名，已畢業（出站）1320名，全軍第一位臨床醫學博士、第一位臨床醫學博士後均從該院畢業和出站。同時，醫院為軍隊和地方培養進修生6493名。
醫院硬體先進。現代化病房大樓具備良好的就診條件。擁有醫療儀器設備6489台（件），總價值4億元，其中包括核磁共振成像儀（MLR）、數字減影血管造影機（DSA）、64排多排螺鏇CT等一整套大型貴重醫療儀器。擁有國際先進的全淨化手術室、層流病房和重症監護中心。醫院的計算機聯網和各項便民措施使病家就診更為快捷方便。
醫院十分重視精神文明建設，不斷加強醫德醫風教育和管理。曾連續三年獲得全軍醫院優質服務競賽優勝獎“白求恩杯”。1985年以來歷次均被評為“上海市文明單位”和“擁政愛民模範單位”。1980年2月，該院骨科主治醫師呂士才烈士被中央軍委授予“模範軍醫”榮譽稱號。醫院湧現了一大批全國、全軍、上海市、第二軍醫大學先進模範人物和集體。
