Первая застройка больницы осуществлялась по проекту архитектора Владимира Николаева. Открылась центральная городская клиническая больница (ЦГКБ) 9 декабря 1875 г. На ее содержание ежегодно выделялось 15 217 рублей. В то время она размещалась в двух деревянных бараках на 65 коек. Здесь оказывали стационарную, амбулаторную и (до 1902 г.) скорую медицинскую помощь населению города. С конца 80-х годов XIX века Александровская больница становится базой медицинского факультета Киевского университета Святого Владимира. В 1885 г. был выстроен двухэтажный корпус, в котором находились клиники пропедевтики внутренних и нервных болезней. В 1891 г. на средства жены городского губернатора О.П. Демидовой была построена детская клиника. Возглавил ее основоположник детской хирургии в Украине, профессор кафедры детских болезней Киевского университета В.Е. Чернов. В 1895 г. на базе больницы открылся первый в городе родильный дом. К этому времени в Александровской больнице насчитывалось 190 штатных коек и 63 резервных на случай эпидемии. В 1901-1914 гг. на базе ЦГКБ открылись два инфекционных (детское и взрослое), гинекологическое, урологическое и хирургическое отделения. В 1937 г. был построен поликлинический корпус.

На территории больницы на средства известного киевского мецената Михаила Дегтерева тем же архитектором Николаевым была возведена православная Свято-Михайловская церковь, освящение которой состоялось 18 июня 1895 года. В этом храме молились многие известные личности, в свое время даже император Александр ІІІ. У левой стены сооружения в 1898 году захоронили и самого мецената. В следующем году вдова Елизавета Дегтерева возвела над мраморной гробницей мужа левый придел церкви, а позже (для симметрии) добавили и правый. В 1901 году к церкви достроили колокольню. К сожалению, храм постигла печальная участь большинства киевских церквей: Церковь разграбили после революции, а в 1930 году, на Пасху, комсомольцы Печерского района почти полностью ее разрушили.

В 1973 г. началась реконструкция больницы. В течение 20 лет были достроены имеющиеся и возведены новые корпуса: неврологический, терапевтический, кардиологический, инфекционный, лечебно-диагностический, построены здания, в которых разместились вспомогательные службы. Основателями хирургической и, в частности, нейрохирургической службы в больнице стали Волкович М.М., Бабицкий П.С. и Рустицкий О.А.

В скором времени планируется создание центра трансплантологии. В настоящее время ЦГКБ рассчитана на 1225 коек и включает в себя 53 службы, 10 центров, на базе которых работают кафедры Национального медицинского университета имени А.А. Богомольца и Киевской медицинской академии последипломного образования им. П.Л.Шупика.

Больница является памяткой архитектуры, истории и культуры Украины и России.

Длительная история больницы насчитывает несколько ее названий. Так, в советские времена, она фигурировала как 14-я городская клиническая больница имени Октябрьской Революции, а в народе ее называли просто «Октябрьская больница». 25 октября 2007 года Киевский городской совет вернул больнице ее историческое название — «Александровская клиническая больница».

Все годы своего существования больница успешно выполняет основную цель — оказание высококвалифицированной специализированной медико-профилактической помощи населению города Киева,  являясь одним из самых авторитетных лечебно-профилактических учреждений города.

Сегодня Александровская больница — современный огромный многопрофильный комплекс, использующий новейшие медицинские технологии, а также уникальные диагностические и лечебные методики.