I 1903 begyndte opførelsen af et nyt sygehus ved Blegdamsvej, som skulle afløse det ældre Frederiks Hospital ved Bredgade.
Staten var bygherre på Rigshospitalet, som det nye sygehus blev navngivet, fordi det både betjente København, men også havde overordnede funktioner, ikke mindst i form af uddannelse og forskning.
Hospitalet stod færdigt i 1910 og blev tegnet af arkitekterne Martin Borch (1852-1937) og Kristoffer Varming (1866-1937), men assisteret af Knud Faber (1862-1956), der var overlæge på Frederiks Hospital. Byggestilen var en slags rokoko, som skulle henvise til det gamle Frederiks Hospital, der var opført i denne stilart.
Hospitalet kom til at bestå af mere end 40 bygninger og havde fra begyndelsen næsten 1.000 sengepladser.
Ud mod Blegdamsvej lå administrationsbygningen (billedet herover), der over hovedindgangen havde en kopi af et relief fra den gamle Frederiks Hospital med den barmhjertige samaritan som motiv.
Bag denne bygning lå 10 identiske sygepavilloner, hvor patienterne lå. På den ene side af midteraksen lå de kirurgiske patienter og på den anden side de medicinske. Fra de fem kirugiske sengeafsnit var der en forbindelsesgang til bygningen med operationsstuerne. På billedet herunder ses interiøret i en sygestue.
Bagest lå en bygning med isolationsafdeling og kirkesal.
Ud mod Juliane Maries Vej lå fødeafdelingen, der var en videreførelse af Den Kongelige Fødselsstiftelse, der tidligere lå i Amaliegade i tilknytning til Frederiks Hospital.
Ud mod Frederik V’s Vej lå en bygning med boliger for hospitalets sygeplejesker.
Til hospitalet blev der indrettet forskellige specialafdelinger, røntgenafdeling og en poliklinik. Endelig havde hospitalet eget køkken og badeanstalt.
Fordi hospitalet fungerede som uddannelsessted, bl.a. i forbindelse med medicinstudiet ved Københavns Universitet, blev flere bygninger indrettet som auditorier.
Efter 2. Verdenskrig erkendte man, at hospitalet ikke blot var for lille, men også at bygningerne var forældede. Efter en konkurrence fik arkitekterne Kay Boeck-Hansen og Jørgen Stærmose til opgave at udforme et helt nyt hospitalskompleks.
De ti sygepavillioner blev fjernet og i stedet opførtes i årene 1960-1978 helt nye bygninger, bl.a. det 16 etager høje centralkompleks (billedet herover).
I 2015 er et patienthotel føjet til ved Juliane Maries Vej (billedet herunder). Det er tegnet af arkitektfirmaet 3XN. I disse år bygges en helt ny fløj med bl.a. sengeafsnit og operationsstuer ud mod Frederik V’s Vej
I 2015 blev Rigshospitalet lagt sammen med Glostrup Hospital og drives ikke længere af Staten med af Region Hovedstaden.
Vejen på Rigshospitalets område har navne efter personer med tilknytning til lægevidenskaben. Det gælder Edel Sauntes Allé, Henrik Harpestrengs Vej, Esther Møllers Vej og Inge Lehmanns Vej.