국민보건 향상과 보건의료에 관한 연구개발사업 및 진료를 목적으로 설립된 의료기관이다. 1963년 12월 제일병원으로 개원하였고, 사단법인 서울부인암센터를 병설하였다.
개인병원에서 출발하여 1980년 4월 종합병원으로 승격되었고, 1981년 11월 의료법인으로 변경되었다. 1996년 6월 삼성의료원에 편입되어 삼성제일병원으로 명칭을 변경하였다가, 2005년에 다시 제일병원으로 변경되었다. 1966년 80병상 규모에서 1969년 100병상 규모로 성장하였으며, 1996년 400병상 인가를 받으면서 종합병원의 모습을 갖추게 되었다. 2015년 이사회를 개최하고 의료재단의 명칭을 제일의료재단으로 변경하여 삼성의료원에서 분리하였다.
사립병원으로서는 드물게 활발한 연구활동을 통하여 시험관아기 연구 · 유전학연구실 등을 설치하여 임상과 직결되는 의학연구를 통하여 1986년 11월 시험관아기 분만에 성공하였다. 1988년 9월 제24회서울올림픽대회 지원병원으로 지정받아 성공적인 올림픽 수행에 일익을 담당하기도 하였다. 1988년 11월 첨단의료장비를 도입하였고, 1990년 4월 헌혈혈액원을 개설하였다.
내과 · 일반외과 · 소아과 · 산부인과 · 성형외과 · 정형외과 · 안과 · 피부과 · 신경정신과 · 비뇨기과 등 10여 개 진료과목을 운영하였다. 2018년부터 경영난이 심각해졌고, 이듬해에 회생절차에 들어갔지만, 임금 체불 등을 해결하지 못해 2021년에 폐업하였다.