株洲市三三一医院始建于1950年，医院建院之初属于南方公司职工医院，当时是株洲市乃至全省最好的职工医院。 2009年1月1日，株洲市三三一医院从南方公司剥离移交至株洲市人民政府，成为株洲市卫生局直属管理的医疗事业单位；2010年9月，医院通过三级综合医院评审，成为一家集医疗、科研、教学和预防保健为一体的三级综合性医院，同年，根据株洲市公立医院改革规划，医院被定为株洲市芦淞区区域医疗中心，成为全国公立医院改革首批试点单位；2011年，医院被卫生部指定为全国“市、县级医院常见肿瘤规范化诊疗试点医院”和高血压防治研究基地。此外，医院还积极承担医疗教学任务，系长沙医学院附属医院和南华大学医学院、湖南中医药高等专科学校教学和实习基地。
医院地处株洲市芦淞区，由本部和株洲三三一爱尔眼科分院两部分组成，总占地面积75961平方米，建筑面积55326平方米，医院总资产2.37亿元，编制床位610张。现有在职职工824人，（在编人员551人，卫计人员749人，）其中享受国务院政府津贴专家3人，株洲市核心专家2人，株洲市卫生系统 “135” 人才工程学科带头人2人、学科骨干7人，正高职称22人，副高职称87人，南华大学兼职教授13人, 兼职副教授18人,长沙医学院兼职教授19人,兼职副教授37人,兼职讲师32人。设有临床专业38个，医技科室11个，其中市级特色专科4个。拥有1.5T光纤磁共振（MRI）、64排128层螺旋CT、进口医用直线加速器、全数字X光照片机（DR）、C型臂X光机、进口生化仪及各种进口内窥镜等高档设备。
在全球化知识经济的时代，医院积极采取各种措施增强科技实力，以适应竞争激烈的市场经济，以适应广大人民群众日益增长的卫生保健需求，始终贯彻“科技兴院”这一目标，大力发展科研，开展新技术项目，先后完成省部级科研课题10项，其中获省部级科技进步奖二等奖2项、三等奖8项；完成市级科研课题35项，其中获得市科技进步奖一等奖1项、二等奖9项、三等奖17项、四等奖2项、第八届湖南医学科技奖三等奖1项。
六十多年来，医院始终遵循“诚信、惠民”的院训，坚持病人的利益高于一切的服务理念，竭尽全力为病人提供优质服务，得到了病人和社会各界的高度认可，先后荣获全国改革创新医院、中国消费者信得过单位、湖南省“文明医院”、湖南省“四满意”服务优胜单位、湖南省消费者信得过单位、全国百姓放心示范医院、南华大学医学院、吉首大学等优秀教学基地等多种荣誉称号。
建院六十多年以来，医院在办院宗旨上注重“诚信惠民”，经营理念上注重“开源节流”，管理效率上注重“精兵简政”，学科建设上注重“精益求精”，以增强医院凝聚力，汇聚医院正能量。领先的思想、领先的实践会带来领先的竞争力，目前，全院形成了奋力拼搏，积极进取，不断优化和提高服务水平和能力的氛围，也使医院达到了“医疗质量有效提高，服务能力明显增强，作风建设扎实深入，收入结构得到优化，社会形象不断改善、医院发展持续健康”的目标。