Елордада заманауи клиниканы тұрғызуға еліміздің Президенті Нұрсұлтан Назарбаев бастама болды. Мемлекет басшысының тапсырмасы бойынша Астанада 240 орынға арналғанРеспубликалық клиникалық аурухананың құрылысы басталды. Нысанды «ФитцпатрикКонтракторс» британдық компаниясы Англиядағы корольдік клиникасына ұқсатып тұрғызды. Ашылу салтанаты 2001 жылдың тамыз айында болып өтті. Сол кезден бастап клиниканың мәртебесі екі рет ауысты: Республикалық клиникалық ауруханадан РМК-ға (2003 ж.), кейін «Ұлттық ғылыми медициналық орталық» АҚ-ға (2010 ж.) ауысты.
2005 жылдан бастап ҰҒМО Еуро-Азиялық респираторлық қоғамның (ЕАРО) штаб-пәтері болып табылады. Осы қызметінің арқасында 2007 жылы Қазақстан Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымының бөлімшесі – Жаһандық респираторлық аурулармен күрес жөніндегі альянсының құрамына кірді. 2007 жылдың қазан айында Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы мен Ресей Федерациясы Денсаулық сақтау және әлеуметтік даму министрлігінің қолдауымен «Денсаулық ассамблеясы» қоры ҰҒМО-ға «Денсаулық сақтауды дамытуға қосқан үлесі үшін» номинациясы бойынша Халықаралық сыйлығының лауреаты атағы берілді.
Қазақстанда кардиохирургиялық қызметті дамыту стратегиясын жүзеге асыру үшін 2003 жылы Ұлттық ғылыми медициналық орталықта кардиохирургия қызметі ашылды, онда 2004 жылдың сәуір айында ашық жүрекке алғашқы ота жасалды. Бір жылдан кейін 2005 жылдың 28 ақпанында қан тамыры стентін орнату бойынша интервенциялық араласуды жүзеге асырды. 2008 жылы балалар кардиохирургия бөлімі және ересектерге арналған екінші кардиохирургиялық бөлімі ашылды, 2010 жылы интервенциялық кардиология бөлімі, 2012 жылы аритмология бөлімі пайда болды.
Қан айналымы жүйесі ауруларынан болатын өлім-жітімді азайту бойынша стратегиялық мақсаттарды өмірде жүзеге асыра отырып, 2009 жылдан бастап орталық еліміздің барлық кардиологиялық және кардиохирургиялық қызметтерін үйлестірді. ҰҒМО-ның қызметкерлері жаңа клиникаларға жоғары технологияларды трансферттеу мен кадрларды даярлауды жүзеге асыры отырып, Қазақстанның барлық облыстарында және екі ірі қалада – Астана мен Алматыда кардиологиялық орталықтарды ашуға жәрдемдесті. Біздің орталықтың мамандары асқынған жүрек қан тамыры синдромы бар пациенттерді басқару стандарттарын әзірледі және енгізді.
2012 жылдан бастап ҰҒМО-да органдар мен жасушаларды трансплантациялау бойынша оталар жасалуда, FDA шешімімен біздің орталық халықаралық зерттеулерді жүргізу үшін қауіпсіз клиникалардың базасына енгізілді. Сапалы медициналық қызметті ұсынудың маңыздылығын түсіне отырып, ҰҒМО басқару жүйесін дамытып, әрдайым жетілдіріп, әлемдік нарықта бәсекеге қабілетті болуға және өзінің саласында сапаның барлық халықаралық стандарттарына сәйкес келуге тырысады. 2010 жылдың маусым айында ҰҒМО EFQM моделінің «Мойындалған кемелдік – 4 жұлдыз» деңгейіне сертификатталды, 2012 жылдың қараша айында «Мойындалған кемелдік – 5 жұлдыз» деңгейіне сертификатталды.
Бұдан өзге, ҰҒМО-да EQAS (USA) диагностикалық зертханаларына арналған халықаралық стандарттар және медициналық ұйымдарға арналған аккредитациялаудың ұлттық стандарттары енгізілді. Орталық алғашқылардың бірі болып ҚР Денсаулық сақтау және әлеуметтік даму министрлігінің аккредитациялау стандарттары бойынша 98,7%-ға медициналық қызметтерге сәйкестік нәтижелерімен сертификат алды. 2010 жылы телемедицина бөлімі ашылды, ол әріптестік географиясын кеңейтті, ал 2011 жылы корпоративтік әлеуметтік жауапкершілік енгізілді.
2010 жылы Еуропалық іскерлік қауымдастығы және Еуропалық сауда-өндірістік палатасы ҰҒМО-ны «Еуропаның медицина саласындағы үздік кәсіпорны» деп таныды, тиісті диплом берілді. 2012 жылы ҰҒМО Азиялық сапа марапатының (ANQ, Гонконг) иегері болды, 2014 жылы медицина саласына жаңа технологияларды енгізгені үшін «Парыз» марапатына лайықты болды, үздік практика үшін Еуропалық марапатқа (Брюссель) және сапа үшін Еуропалық марапатқа (Италия) ие болды. Сол жылы орталықтың мамандары ішкі органдардың паразиттік ауруларды емдеу кезінде HIFU терапияны қолдану саласында жаңа зерттеулер ұсынды және «Сапалы инновациясы үшін» Еуропалық марапатқа ие болды.
Орталық Қазақстанның денсаулық сақтау мен медициналық ғылымның аса өзекті бағыттарын дамытады және енгізеді. Жоғары мамандандырылған медициналық көмек шеңберінде бағаналық жасушалардың әр түрлерін трансплантациялауды пайдалану ішкі аурулар мен хирургия клиникасының күрделі проблемаларын шешуге мүмкіндік береді. FDA (США) шешімімен ҰҒМО клиникалық халықаралық зерттеулер жүргізу үшін қауіпсіз клиникалар базасына енгізілді.