百余年來，北大醫院擁有著一批國內的首創專業學科以及在我國率先開展的診療技術，如國內首創兒科教研室（1929年）、泌尿外科（1946年）、腎臟病專業(1950年)、綜合醫院心血管病房（50年代）、小兒外科（1950年）、兒科神經專業（1961年）；建立全國早的麻醉科實驗室（1961年）、個臨床藥理研究所（1980年）；在國內率先開展改進靜脈麻醉（1951年）、宮頸癌根治術（1951年）、先心手術（50年代）、分娩鎮痛（1955年）、腎移植手術（1960年）、人工晶體植入術（1983）、冠心病介入性（1986年）、胸腔鏡手術（1992年）、泌尿外科腹腔鏡手術（1992年）、微創切口肺移植（2005年）、經皮心室重建術（2013年）等；研制我國臺體外沖擊波碎石機（1984年）、臺自體血液回收機（1990年）等，為我國的醫學事業作出了的貢獻。
北大醫院學科齊全，綜合實力居于國內前列、國際一 流，臨床醫學一級學科整體進入國家雙建設學科范圍。現有4個教育部重點學科（牽頭），1個國家中醫藥管理局重點學科（牽頭），3個北京市重點學科（牽頭），7個教育部重點學科（參與）；獲批國家臨床重點專科建設項目29次，覆蓋25個學科。
2022年度中國醫院聲譽排行榜中，1個學科位列全國第 一，5個學科排名前五、9個學科排名前十。在領軍人才建設方面，擁有中國工程院院士1人、國家自然科學基金創新群體1人、萬人計劃領軍人才/團隊6人、國家自然科學基金杰出青年基金獲得者10人、長江學者特聘/特崗教授5人、教育部創新團隊2人、科技部領軍人才/團隊6人，其他國 家級高層次人才13人、北京市高層次人才31人。
北大醫院堅持科技是第 一生產力，創新是第 一動力，以新質生產力引領高質量發展。現有國家皮膚與免疫疾病臨床醫學研究中心1個，國家衛生健康委重點實驗室1個，教育部重點實驗室1個，國家藥監局重點實驗室1個，北京市重點實驗室5個。是國家臨床試驗機構、國家醫療器械臨床試驗機構和第 一批北京市研究型病房示范建設項目單位，擁有臨床試驗專業34個，醫療器械臨床試驗專業26個。
