1886年，清光绪十二年，美国基督教“卫理公会”的兰大夫、卫大夫在崇文门的孝顺胡同开办名为“同仁医院”的眼科诊所。
1899年，“卫理公会”的霍甫金斯·贺庆先生捐资教会在北京东交民巷东口(现北京同仁医院地址)使馆区内选定并购妥院址，开始筹备兴建工程。
1913年，医院在西山选定基地建造楼房，命名为“天然疗养院”，专门结核病。
1914年，医院南楼建成。同年，西病房楼落成。医院的病房设在西楼，分为三层，有眼科、内科和外科病房，眼科约占1/2。
1917年，医院北楼落成，贺庆院长得到了中华博医学会的资助，聘请美国医生潘提司先生来院工作，设立牙科。1918年与协和医院合办牙科专门医学校。
1918年，由于贺庆家族的捐资，新址落成后，英文名称改为“贺约翰氏捐建美以美会医院”。1927年贺庆大夫退职以后，医院英文名称再次更改为“贺氏纪念医院”。
1942年，日伪北京特别市公署卫生局接收同仁医院全部资产，日伪北京市卫生局将同仁医院改为“市立第二医院”，贺庆院长被迫离职。
1945年5月，医院又由日本“开发医疗组合”接管，改名为“开发医院”。
1945年11月14日，卫理公会会督江长川、美国代表白辅德致函北平卫生局，要求将医院收回管理。次年1月，卫理公会收回了医院，恢复使用同仁医院的名称。
1949年4月，在中共北京市委及市总工会的领导下，医院建立了工会。同年11月，建立了新民主主义青年团。
1952年7月，医院与北京市妇婴医院合并，更名为“北京市同仁医院”，增设了妇产科、小儿科。
1953年8月，北京市人民政府正式接管医院，更名为“北京市立同仁医院”。
1955年，医院更名为“北京市同仁医院”。
1958年10月，北京市政府决定将同仁医院的神经外科全部迁到以神经外科为中心的宣武医院。
1959年，眼科研究所成立，设有微生物、病理、生理研究室，罗宗贤教授任所长。
1966年，文化大革命开始后医院更名为“北京市工农兵医院”。
1979年，医院复名“北京市同仁医院”。
1994年，更名为“首都医科大学附属北京同仁医院”。
北京同仁医院眼底专科现有在职主任医师11人，副主任医师14人，是国内规模大、综合实力强的眼底病团队。团队骨干拥有各自明确的临床专长和相关研究方向，在视网膜脱离、糖尿病视网膜病变、高度近视、黄斑部疾病、眼底肿瘤等多种常见及疑难复杂眼底病的临床领域处于国际前沿。
北京同仁医院眼底专科引领国内眼底病的发展方向，在国内率先开展了间接检眼镜下孔源性视网膜脱离的手术，开展了玻璃体视网膜显微手术，创新了视网膜中央动脉栓塞的玻璃体手术，在驱逐性出血以及眼底肿瘤的放射性敷贴和局部切除手术等多个方面处于国内和国际前沿。
近年来眼外伤专科在国内率先开展各种眼外伤、眼底病的诊治新技术，包括显微眼内窥镜下的视网膜脱离复位、眼内异物取出以及眼内窥镜睫状突光凝难治性青光眼等，为眼外伤患者提供了新的途径;包括23G、25G微创玻璃体视网膜手术，在“微创意识”引领下积极开展微创玻璃体视网膜手术，以小侵袭或损伤达到佳手术疗效。另外开展虹膜瞳孔损伤修复、带虹膜人工晶状体植入、巩膜层间人工晶状体固定、人工角膜镜下玻璃体手术联合角膜移植、各类儿童玻璃体视网膜病变的微创玻璃体手术、儿童复杂眼外伤的微创玻璃体手术、抗VEGF外伤性新生血管疾病等。