Cet hôpital a une triple mission : soigner, innover et transmettre. Il s'engage à offrir une médecine humaine et d'excellence pour chaque patient, tout au long de sa vie.
Cet hôpital offre des services d'excellence dans presque toutes les spécialités médicales et chirurgicales, notamment la chirurgie d'urgence, la chirurgie orthopédique, les transplantations et l'immunologie, la rhumatologie, l'hépatogastroentérologie, la médecine et la chirurgie vasculaires, la néphrologie-dialyse, la médecine du vieillissement, le traitement des grands brûlés, etc.
Cet hôpital offre un accueil des urgences 24h sur 24 pour les urgences médicales, chirurgicales et ophtalmologiques, ainsi qu'un accueil des urgences dentaires de jour. Il héberge également le SAMU et le centre de médecine hyperbare.
Cet hôpital a réalisé plusieurs premières dans l'histoire de la médecine, notamment la première greffe de cellules souches sur un fœtus humain en 1989, la première greffe de foie chez un nourrisson en 1992, la première greffe de la main en 1998, le premier prélèvement de rein par le nombril chez un donneur vivant en 2010, et le traitement de cancer de la prostate par ultrasons focalisés depuis 2015.
À la fin du XIXe siècle, la ville de Lyon avait besoin d'augmenter sa capacité hospitalière pour répondre aux besoins de la population. Le maire de Lyon, Edouard Herriot, fit appel à Tony Garnier, architecte visionnaire, qui imagina un hôpital innovant.