上海天佑医院是同济大学按照三级甲等标准创办的上海较早的一家创新体制的综合性医院。1997年，原上海铁道大学建造教学楼，为纪念中国铁路之父詹天佑，将此教学楼命名为“天佑楼”；2000年，原上海铁道大学并入同济大学；2013年同济大学以“天佑楼”为主体，依照三级甲等标准创办上海较早的一家创新体制的综合性医院，命名为“上海天佑医院”，并筹建“同济大学附属天佑医院”；2015年3月30日上海天佑医院正式成立，时任同济大学校长、中科院院士裴钢参加揭牌仪式并致辞。
天佑医院立志继承和弘扬先驱者詹天佑留下的“工匠精神”，以“德信为本、精医于民”为院训。现已是国际JCI认证医院、上海市医保定点单位、普陀区文明单位、桃浦健康共同体成员单位、上海市120急救中心驻点单位。
人才队伍与科室设置：现有职工800余人，其中具有副高及以上专业技术职称、国 务院政府特殊津贴专家、博（硕）士生导师、医学博（硕）士100余人。一批来自上海和国内知名三甲医院的高级专业技术人才担任科主任和学科带头人。开设有25个临床科室：普外科、骨科、神经外科、泌尿外科、神经内科(NICU)、心血管内科、消化内科、呼吸内科、内分泌内科、肾内科(血液净化室)、康复医学科、妇产科、儿科、肿瘤科、口腔科、中医科、医疗美容科、眼科、耳鼻咽喉科、皮肤科、急诊科、ICU、麻醉科、健康体检部。7个医技辅助科室：医学影像科、检验科、超声科、功能检查科、病理科、药剂科、营养科。为满足个性化医疗需求，先后创办了上海肾斗士之家，ALS（渐冻人症）病房，与上海瑞金、仁济、东方等医院成为国家呼吸专科医联体成员单位，与上海长征医院成立骨关节炎医联体，瑞金医院不孕不育（生殖医学）医联体成员单位。
开放病区与设备设施：医院开设有内科（心血管、消化、呼吸、肾内、内分泌）、外科（普外、泌尿外科）、骨科、妇科、肿瘤科、康复科等病区，开放床位700余张。配备有百级层流手术室2间、千级层流手术室4间、万级层流手术室1间和ICU、NICU病房。拥有国际知名品牌的飞利浦广角磁共振、飞利浦64排螺旋CT、彩超（HD15OB）、德国费森尤斯血液透析机、血管造影系统（DSA）、宫腔镜、腹腔镜等先进设备，进口设备占到90%以上。医院就诊住院环境温馨舒适、设施设备先进、诊疗布局合理、服务流程便捷。
学科建设与发展规划：为加强学科建设，制定了“155”学科发展规划，打造1个中心，既以神经内外科为核心，以脑血管疾病为纽带，以颅脑创伤、脑功能疾病、脑肿瘤为后续发展，以预防、急救、诊治、康复为手段，内、外、辅诊科室为配套的多学科联合神经诊治中心；建设5个优势学科（综合医院学科联合平台）和5个特色专科，以此带动医院所有学科和人才梯队的建设与发展。目前，正积极筹备二期工程建设， 二期建成后，面积约10万平方米，将发展成为一所集医疗、教学、科研、护理和康复于一体的综合性三甲医院。