Bệnh viện Thanh Nhàn tiền thân là Bệnh xá Mai Hương được xây dựng tại đầu ngõ Mai Hương (nay là phố Hồng Mai) Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội vào đầu năm 1958, gồm 5 gian có 5 giường bệnh với 16 cán bộ, nhân viên. Tháng 09 năm 1970, Bệnh xá Mai Hương được đổi tên thành bệnh viện Hai Bà Trưng, quy mô 100 giường bệnh, 124 cán bộ, công nhân viên y tế.
Năm 1972, Bệnh viện Hai Bà Trưng được xây dựng lại với quy mô diện tích trên 50.000 mét vuông, tại Phường Thanh Nhàn, Q. Hai Bà Trưng, Hà Nội. Đến cuối 1984, bệnh viện tiếp tục hoàn thiện 1 tòa nhà 5 tầng, 1 tòa nhà 3 tầng và đưa vào sử dụng một khu điều trị nội trú.
Ngày 03 tháng 07 năm 2000, BV Hai Bà Trưng được đổi tên thành BV Thanh Nhàn tại Quyết định số 64/2000/UBND Thành Phố Hà Nội.
Được sự quan tâm của Thành ủy – UBND, Sở Y tế HN, Ngày 10/10/2001 bệnh viện đã khởi công xây dựng Nhà điều trị 11 tầng. Đây là công trình trọng điểm của Thành phố Kỷ niệm 75 năm ngày thành lập Đảng Cộng Sản Việt Nam, công trình hoàn thành và đưa vào sử dụng vào năm 2005 cho đến nay. Theo QĐ số 5056/QĐ-UBND ngày 30/10/2011 của UBND Thành phố phê duyệt đề án nâng cấp Bệnh viện giai đoạn II và công trình đã được khởi công ngày 12/6/2013
Theo kế hoạch được giao năm 2017, bệnh viện có quy mô 600 giường bệnh bao gồm 09 phòng ban chức năng và 38 khoa lâm sàng và cận lâm sàng. Với tổng diện tích là 30,276 m2
, diện tích xây dựng sử dụng 28,276 m2
, bình quân diện tích 52 m2/giường bệnh. Bao gồm: 02 tòa nhà 01 tầng, 02 tòa nhà 02
30 tầng, 01 tòa nhà 11 tầng. Bệnh viện Thanh Nhàn đã được thành phố phê duyệt xây dựng bệnh viện gồm 02 nhà 09 tầng với tổng diện tích sử dụng là 25,340 m2. Trải qua hơn 60 năm xây dựng và trưởng thành, Bệnh viện có những lúc khó khăn thăng trầm, nhưng với tinh thần đoàn kết vượt mọi khó khăn, toàn thể Cán bộ y tế bệnh viện đoàn kết đồng thuận, hoàn thành tốt nhiệm vụ Bệnh viện đa khoa hạng I của Thủ đô, quy mô 1200 giường bệnh, 51 khoa phòng, ban và đơn nguyên. Nhiều Cán bộ y tế năng động, tâm huyết hết lòng phục vụ người bệnh, trau dồi chuyên môn, rèn luyện y đức, tích cực nghiên cứu khoa học và đạo tạo, nhiều kỹ thuật lâm sàng và cận lâm sàng mới, tiến tiến được áp dụng để chẩn đoán và điều trị góp phần cứu sống nhiều bệnh nhân nặng. Bệnh viện không ngừng nâng cao chất lượng khám chữa bệnh, tạo được niềm tin của nhân dân đối với Bệnh viện.