浙江大学医学院附属第二医院的历史可以追溯到1869年，当时在杭州横大方伯设立了“戒烟所”--广济医院的前身。经过多次更名，1871年正式定名为广济医院。1884年，广济总医院建成，1885年医院扩大规模并开设了广济医校。医院发展迅速，1889年成立了专门治疗麻疯病的医院，1899年又增设了西湖肺痨病医院。
20世纪初，医院引入了现代化设施，如1911年的电灯、自来水和X光机。1914年在杭州松木场设立了分院。1925年，医校停办，医院在1927年被政府接管并更名为浙江省政务委员会直辖杭州广济医院，随后在1928年又回归英国管理。抗战期间，医院曾更名为杭州同仁会医院，战后再次被接管。
1949年后，医院规模进一步扩大，内、外、皮肤、妇产科设立，病床数量增加到117张。1952年，医院更名为浙江医学院附属第二医院，成为大外科专科医院，病床增至206张。此后，医院逐步发展为综合性医院，增设临床科室和病床。在科研领域，彭淑牖教授的多项发明和科研成果获得了国家奖项，如国家技术发明二等奖和何梁何利基金科学与技术进步奖。
2004年，浙医二院脑科中心和国际保健中心启用，同年成立了浙江大学医学PET中心，引进了先进设备。2005年，医院急救直升机试飞，为空中急救填补空白，肿瘤学科和眼科研究也取得了显著成果，如郑树教授获得何梁何利基金科学与技术奖，姚克教授的项目荣获国家科技进步二等奖。
至2006年，浙医二院实际开放床位达到1800张，医院管理、科研和临床服务都达到了新的高度，如肿瘤学科被认定为国家重点学科，医院在多项评估中表现出色。
浙江大学医学院附属第二医院创建于1869年，是一所集医疗、教学、科研于一体的综合性医院。1984年首批被授予省级文明医院，1989年在全国首家通过三级甲等医院评审，1991年被评为全国卫生系统先进集体，1998年被评为全国“百佳”医院和浙江省示范文明医院。