1886年，清光緒十二年，美國基督教“衛理公會”的蘭大夫、衛大夫在崇文門的孝順胡同開辦名為“同仁醫院”的眼科診所。
1899年，“衛理公會”的霍甫金斯·賀慶先生捐資教會在北京東交民巷東口(現北京同仁醫院地址)使館區內選定并購妥院址，開始籌備興建工程。
1913年，醫院在西山選定基地建造樓房，命名為“天然療養院”，專門結核病。
1914年，醫院南樓建成。同年，西病房樓落成。醫院的病房設在西樓，分為三層，有眼科、內科和外科病房，眼科約占1/2。
1917年，醫院北樓落成，賀慶院長得到了中華博醫學會的資助，聘請美國醫生潘提司先生來院工作，設立牙科。1918年與協和醫院合辦牙科專門醫學校。
1918年，由于賀慶家族的捐資，新址落成后，英文名稱改為“賀約翰氏捐建美以美會醫院”。1927年賀慶大夫退職以后，醫院英文名稱再次更改為“賀氏紀念醫院”。
1942年，日偽北京特別市公署衛生局接收同仁醫院全部資產，日偽北京市衛生局將同仁醫院改為“市立第二醫院”，賀慶院長被迫離職。
1945年5月，醫院又由日本“開發醫療組合”接管，改名為“開發醫院”。
1945年11月14日，衛理公會會督江長川、美國代表白輔德致函北平衛生局，要求將醫院收回管理。次年1月，衛理公會收回了醫院，恢復使用同仁醫院的名稱。
1949年4月，在中共北京市委及市總工會的領導下，醫院建立了工會。同年11月，建立了新民主主義青年團。
1952年7月，醫院與北京市婦嬰醫院合并，更名為“北京市同仁醫院”，增設了婦產科、小兒科。
1953年8月，北京市人民政府正式接管醫院，更名為“北京市立同仁醫院”。
1955年，醫院更名為“北京市同仁醫院”。
1958年10月，北京市政府決定將同仁醫院的神經外科全部遷到以神經外科為中心的宣武醫院。
1959年，眼科研究所成立，設有微生物、病理、生理研究室，羅宗賢教授任所長。
1966年，文化大革命開始后醫院更名為“北京市工農兵醫院”。
1979年，醫院復名“北京市同仁醫院”。
1994年，更名為“首都醫科大學附屬北京同仁醫院”。
北京同仁醫院眼底專科現有在職主任醫師11人，副主任醫師14人，是國內規模大、綜合實力強的眼底病團隊。團隊骨干擁有各自明確的臨床專長和相關研究方向，在視網膜脫離、糖尿病視網膜病變、高度近視、黃斑部疾病、眼底腫瘤等多種常見及疑難復雜眼底病的臨床領域處于國際前沿。
在科研方面，近年來，在原發性閉角型青光眼和原發性開角型青光眼發病機制和早期診斷方面做出重大成績，其科研成果連續獲得2013年和2014年國家科技進步二等獎兩項，2012年中華醫學獎一等獎一項，北京科技進步二等獎一項。同時多人多項目承擔國家和北京市重點科研項目。
作為具有同仁特色的科室，眼外傷專科特別注意與口腔頜面外科、神經外科、鼻科等兄弟專科的合作，在交叉復合學科發展上在國內獨樹一幟。眼外傷專科與耳鼻喉科成立了鼻眼相關中心，聯合開展了復合路徑下的眶壁骨折整復術、多重療法的視神經管減壓術、合并鼻骨骨折的鼻淚道手術和眶-鼻竇異物取出、眶面復合創傷多學科多層次多斷面聯合;與神經外科合作，率先開拓經顱顯微視神經管減壓開放術、眶顱異物取出術，大大提高了手術成功率。
