在几代人的共同努力下，北医三院已发展成为国内高水平的大型综合性医院，拥有二十个学科为国家临床重点专科建设项目（骨科、药剂科（临床药学）、病理科、专科护理、检验科、消化科、妇科、产科、职业病科、耳鼻喉科、心血管分子生物学与调节肽重点实验室、呼吸内科、神经内科、普通外科、泌尿外科、眼科、麻醉科、康复医学科、成形科（整形外科）、运动医学科），妇产科为国家妇产疾病临床医学研究中心，产科、康复医学科为国家产科专业、国家康复医学医疗质量管理和控制中心。
近年来，医院对外合作取得实质进展，集团化发展初具规模。2018年，受张家口市人民政府和崇礼区政府委托，接管崇礼区人民医院，北医三院崇礼院区揭牌；受北京大学指派，与延安市政府正式签约，托管延安市中医医院，北医三院延安分院揭牌；与首都机场集团公司合作，接管北京首都国际机场医院，北医三院首都国际机场院区揭牌。此外，兵器工业集团北方医院深度合作在即，海淀北部医学中心建设稳步推进，北医三院顺义院区进入筹备阶段。集团化发展战略为学科发展赢得了宝贵的空间，也为医院未来合理布局提供了前所未有的机遇。
北医三院拥有3个教育部创新团队：骨科、运动医学研究所、妇产科；3个教育部重点实验室：辅助生殖、分子心血管学（参与）和视觉损伤与修复（参与）；1个国家卫生健康委重点实验室：心血管分子生物学与调节肽；8个北京市重点实验室：磁共振成像设备与技术、脊柱疾病研究、生殖内分泌与辅助生殖技术、心血管受体研究、运动医学关节伤病、幽门螺杆菌感染与上胃肠疾病、眼部神经损伤重建保护与康复、神经退行性疾病生物标志物研究及转化。
北医三院为完成单位，乔杰院士团队牵头的“配子胚胎发育研究与生育力改善新方法的应用”研究荣获2017年国家科技进步奖二等奖，“生殖细胞发育的表观遗传调控机制及体外干预方法研究”项目，荣获2018年中华医学科技一等奖；骨科刘忠军教授团队牵头的“3D打印钛合金骨科植入物的临床应用与关键技术研究”荣获2018年北京市科学技术奖一等奖。