1986年由孙中山先生的孙女孙穗芳女士提议、经国家批准的深圳孙逸仙心血管外科医院正式立项。
1987年阜外医院与深圳市签署联合创办孙逸仙心血管外科医院暨中国医学科学院阜外医院深圳分院合同,时任阜外医院院长郭家强教授担任首任院长。
1988年深圳孙逸仙心血管外科医院举行奠基仪式。
1992年医院更名为孙逸仙心血管医院,时任阜外医院院长朱晓东教授代表阜外医院与医院签署了技术协作协议,任命外科主任沈宗林教授担任院长。阜外医院26位医生跟随沈宗林院长从北京来到深圳。11月医院正式开院。
2001年深圳市心血管病研究所挂牌,实行两块牌子,一套人员的管理体制。
2018年11月中国医学科学院阜外医院全面托管深圳市孙逸仙心血管医院,医院第一名称为“中国医学科学院阜外医院深圳医院”,第二名称为“深圳市孙逸仙心血管医院”,加挂“国家心血管疾病临床医学研究中心•深圳”牌子。
2019年深圳市人民政府将阜外医院深圳医院列为深圳市纳入国家布局承担重点疾病防治任务的医院。
2020年底医院设立国家心血管疾病临床医学研究中心·深圳。
2021年医院获批深圳市心血管病重点实验室。
2022年6月医院获批深圳市心血管病防治中心。
2022年6月28日医院成为广东省首家三级甲等心血管病医院。
2022年10月18日医院成功入选第四批国家区域医疗中心建设项目名单。
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