大庆油田总医院始建于大庆油田开发建设初期的1960年，经过50多年发展建设，已发展成为集医疗、教学、科研和预防保健于一体的，黑龙江省西部地区规模最大的国家三甲医院。同时也是国家药物临床试验基地、国家级住院医师规范化培训基地、卫计委临床药师培训基地；黑龙江省 “省级区域医疗中心”及黑龙江省全科医师转岗培训基地，“国家级冠脉介入培训基地”、“国家脑卒中筛查与防治基地”。呼吸内科、消化内科、心内科、骨科、神经内科，康复科和风湿免疫等多个学科成为国家临床药物试验基地。依托较强的医疗、教学和科研能力，医院现已成为哈尔滨医科大学、佳木斯大学医学院教学医院以及吉林大学和省内多所医学院校的研究生培养基地。先后荣获“全国百佳医院”“首批全国百姓放心示范医院”“全国医院管理年先进单位”、“全国五一劳动奖状”和“全国文明单位”“全国百强院”等荣誉称号。

医院设有临床科室54个，医技科室14个，一个门诊部，三个住院部和54个病区。下辖5个成员单位（铁人医院、四厂医院、脑血管医院、南区医院和康达服务总公司）。拥有 PET–CT、256排极速CT、双源CT、3.0T核磁共振、直线加速器、海扶刀和飞秒激光等大型医疗设备。医院本部现有职工2644人，其中卫生技术人员2194人。医护人员中副高职以上647人，硕士和博士研究生494人。从美国、加拿大、德国和日本等国家留学归国医疗与护理专家65人。近百人在国家一、二级学会担任委员、理事，其中数十位医生担任硕士研究生导师。医院现占地21万平方米，建筑面积20.21万平方米，固定资产原值17.18亿元，净值10.7亿元。

医疗技术上，经过几代总医院人的不懈努力，40余项技术达到了省内先进水平。其中，全省第二家医院、全市首例心脏移植手术的巨大成功，体现了医院的综合技术实力；心脏内科冠脉介入成形术年突破1000余例，进入省内前三名行列; 模拟三维重建实施肝脏手术、主动脉球囊反搏术、经皮冠状动脉内支架植入术等技术，凸显了医院重点专科在业内的地位和影响力。此外，胃减容术、胃转流术、I125粒子植入技术等众多技术均处于省内或国内领先水平。肿瘤适形调强放疗、靶向治疗技术、256排CT尿路排泄成像检查技术、胸痛“三合一”检查技术大量应用于临床，深受患者的欢迎。“微创治疗颈椎病”、“打鼾症的防治”、“不开刀治疗子宫肌瘤”、“胃食管返流病”、“不开刀治疗腰间盘突出”等项目先后14次走进中央电视台《健康之路》栏目。

在医疗管理上，医院在全国卫生系统内率先实行ISO9004-2质量管理体系，受到中华医学会的关注并介绍成功经验，100多家医院或医疗机构来院参观学习；“阳光院务”经验得到黑龙江省委重视，副省长程幼东亲自参加全省政务公开大庆现场会并号召学习油田总医院院务公开经验；“临床路径”国内推行较早，时任国家卫计委主任陈竺亲自批示推广油田总医院的临床路径；医院“流程优化”的经验受到黑龙江省卫计委重视，多次在相关会议上做专项经验报告，医院医疗服务人文化模式得到百姓赞誉。

2005年，与北京中日友好医院共同完成的糖尿病患者后续随访调查，是国际上第一个历时最长、以单纯生活方式干预和预防糖尿病的临床试验，受到世界卫生组织高度关注，在国际糖尿病防治领域产生了重要影响。

2017年，医院本部门诊量达207万人次，出院患者8.01万人次，住院手术2.4万人次，医疗收入突破20亿元，其中门诊量连续多年居黑龙江省内第一位。医院在全国地市级医院综合竞争力排名中，位列全国第32位，是黑龙江省唯一一家进入排行榜前50位的医院。省内综合实力排名位居第3位。