軍事醫學科學院成立初期，軍事醫學領域的研究機構最多。經過多次調整和改編，到1991年底，軍事醫學科學院初具規模，下設以下機構:放射與放射醫學研究所、毒物與藥物研究所、微生物流行病學研究所、基礎醫學研究所、生物工程研究所、信息研究所、野戰輸血研究所、疾病預防控制研究所、衛生與環境醫學研究所、微生物研究所。
軍事醫學科學院已發展成為多學科綜合醫學研究機構，擁有國家生物醫學分析中心、國家臨床前沿安全評價中心(GLP實驗室)、國家臨床藥理基地、解放軍預防醫學研究中心、解放軍核事故醫學應急救援中心等約20個跨學科綜合研究中心和重點專業實驗室。承擔並完成國家和軍隊多項重要科研任務，獲得科研成果獎1500多項。