Le bâtiment actuel a été construit entre 1901 et 1903 par l'architecte Prié. L'hôpital est inauguré le 10 mai 1903. Ce bâtiment a remplacé un ancien hôpital du même nom que celui-ci. Cet ancien hôpital est encore partiellement visible sur une carte postale du début du 20e siècle ; il a été détruit en 1905. Selon Paul Banéat, le premier hôpital de la ville était situé au Pâtis, sur le champ de Foire. Ce premier hôpital a ensuite été remplacé par un Hôpital Saint-Jean situé sur la route de Visseiche, au nord de celle-ci. Dans le but d'accueillir un plus grand nombre de malades, le bâtiment fut allongé et on construisit une chapelle surmontée d'un clocheton. Cet hôpital fut réparé en 1784, c'est à cette date que fut construite la chapelle. Il était composé d'un grand bâtiment couvert d'un toit à la Mansart percé de six baies. C'est ce bâtiment qui est visible sur une carte postale ancienne et qui fut détruit en 1905. Il se situait à l'avant de l'hôpital actuel, au bord du faubourg de Rennes. L'hôpital de la ville avait été établi en 1682 par le frère Chauveau, jésuite. A partir de 1877, ce sont les filles de la Charité de Saint-Vincent-de-Paul qui s'en occupèrent. La capacité d'hébergement de l'hôpital n'a cessé d'augmenter, en effet, il y existait 45 lits en 1908, 78 en 1938, 128 en 1956 et enfin 240 depuis 1983.