1939年11月，太原铁路局成立后，即由日籍医生村漱涉组建太原铁路保健院，此为现在山西省中西医结合医院（太原铁路中心医院）之前身，阎锡山任院长。

1945年8月，抗日战争结束后，第二战区司令长官部接管太原铁路保健院，将其更名太原铁路医院，任命村漱涉为院长，杨季岚为副院长。同年国民政府接管石太线，成立晋冀铁路局诊疗所。

1946年12月1日，太原铁路医院更名为同蒲铁路管理局太原铁路医院（以下简称为“同蒲铁路医院”）。同年，村漱涉返回日本，刘国藻继任院长。

1949年4月，太原解放后，同蒲铁路医院由中国人民解放军太原军管会铁路军事接管组接管，后与晋冀铁路局诊疗所合并为太原铁路医院。

1949年9月，太原铁路医院更名为太原铁路总医院。

1953年1月1日，太原铁路总医院更名为太原铁路中心医院。70至80年代，太原、天津、北京铁路局曾经三次调整合并，院名随之几易变更，1987年恢复“太原铁路中心医院”名称，隶属太原铁路分局领导。

1988年1月15日，经铁路分局和太原市政府批准，医院增挂“太原市府东医院”牌匾。

1993年9月14日，太原铁路中心医院顺利通过卫生部爱婴医院评估组的评估，成为山西省首批国家级爱婴医院。

2005年1月1日，根据山西省人民政府办公厅文件《山西省人民政府办公厅关于太原大同两个铁路分局移交企业自办医院有关问题的通知》（晋政办发[2004]85号）和省政府[2004]29次会议纪要精神，医院正式按现状、成建制、整体移交山西省政府，移交后隶属山西中医学院，纳入山西中医学院教学、医疗、科研的全面建设与管理，太原铁路中心医院正式更名为“山西中医学院中西医结合医院”，第二名称为“山西省中西医结合医院”，并保留“太原铁路中心医院”的名称。

2012年，医院被评定为山西省首个三级甲等中西医结合医院。

2017年7月24日，医院增挂“山西中医药大学中西医结合临床医学院”牌子。