กิจการแพทย์ตำรวจ ได้เริ่มขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2441 รัฐบาลได้เปลี่ยนโรงพยาบาลสำหรับรักษาหญิงโสเภณีที่หลังวัดพลับพลาไชย ซึ่งสร้างปี พ.ศ. 2440 มาเป็นโรงพยาบาลตำรวจสำหรับพลตระเวน เพื่อรักษาตำรวจที่เจ็บป่วย พิสูจน์บาดแผลและชันสูตรพลิกศพ เพื่อประกอบการพิจารณาคดีต่าง ๆ โดยมี ม.อีริก เชนต์เจ สองสัน (ชาวอังกฤษ) มาเป็นเจ้ากรมกองตระเวน และได้ชวนแพทย์ชาวต่างชาติมาช่วยทำการรักษา ประชาชนทั่วไปจึงนิยมมากและเรียกกันว่า “โรงพยาบาลวัดโคก”

ต่อมาจึงได้มีแพทย์จากโรงพยาบาลศิริราชมาร่วมคือ ร.ต.อ. ชุนแพทย์ พลตระเวน (ต่อมาเลื่อนเป็นหลวงบริบาลเวชกิจ) ร.ต.ท. ขุนเจน พยาบาล (เจน บุษปวณิช) ต่อมาได้เป็นหัวหน้าแผนกแพทย์และเลื่อนยศเป็น พ.ต.ท. หลวงเจน พยาบาล พ.ศ. 2458 กรมกรองตระเวนและกรมตำรวจภูธรรวมกันเป็น “กรมตำรวจ” โรงพยาบาลวัดโคก ถูกเปลี่ยนชื่อเป็น “โรงพยาบาลกลาง” และถูกโอนไปสังกัดกองสาธารณสุข กระทรวงมหาดไทย กรมตำรวจได้จัดตั้งสถานพยาบาลใหม่เรียกว่า “กองแพทย์กลางกรมตำรวจ” ตั้งอยู่ที่สถานีตำรวจนครบาลพระราชวัง โดยมี พ.ต.ท. หลวงเจน พยาบาล เป็นหัวหน้ากองทำหน้าที่เช่นเดิม เมื่อต้องการรับรักษาผู้ป่วยในโรงพยาบาล ก็ส่งต่อผู้ป่วยไปที่โรงพยาบาลกลาง พ.ศ. 2477 กองแพทย์กลาง กรมตำรวจ ถูกลดฐานะเป็น “แผนกแพทย์กองกลาง กรมตำรวจ” เพื่อให้เหมาะสมกับสภาพเศรษฐกิจและงบประมาณขณะนั้น

พ.ศ. 2482 แผนกแพทย์กลาง ย้ายไปทำการอยู่ที่ตึกหลังใหม่ ภายในกรมตำรวจ ปัจจุบันนับเป็นที่ทำการของกองกำกับการ 2 กองบังคับการตำรวจสันติบาล พ.ศ. 2483 แผนกแพทย์กลางได้ถูกเปลี่ยนชื่อ แผนก 6 (แพทย์) กองปกครอง พ.ศ.2490 แผนก 6 (แพทย์) ได้ถูกเปลี่ยนชื่อ แผนก 5 (แพทย์) กองปกครอง พ.ศ. 2491 แผนก 5 (แพทย์) ถูกยกฐานะเป็น “กองแพทย์กรมตำรวจ” ขึ้นตรงต่อกองบัญชาการจเรตำรวจ มี พ.ต.ท.ขุนทวี เวชกิจ (แม้น ทวีเวชกิจ) เป็นหัวหน้า ในระยะนี้เริ่มเป็นปึกแผ่นมากขึ้น แบ่งแผนกเป็นแผนกพยาบาล แผนกเวชภัณฑ์ 13 ตุลาคม พ.ศ. 2495 แผนกพยาบาล ได้รับการยกฐานะเป็น โรงพยาบาลตำรวจ (รพ.พต.) ขึ้นต่อ “กองแพทย์” เปิดอย่างเป็นทางโดย พล.ต.อ.เผ่า ศรียานนท์ อธิบดีกรมตำรวจสมัยนั้น โดยมี พ.ต.อ.ก้าว ณ ระนอง เป็นนายแพทย์ผู้อำนายการ และ พ.ต.ท.แสวง วัจนสวัสดิ์ เป็นหัวหน้ากองแพทย์ ได้รับความนิยมจากประชาชนเป็นอย่างมาก ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2503 กรมตำรวจได้มีคำสั่งให้กองแพทย์ตำรวจ ไปขึ้นตรงต่อกรมตำรวจ 26 เมษายน พ.ศ. 2522 กองแพทย์ได้รับการยกฐานะเป็น “สำนักงานแพทย์ใหญ่ (พต.)” มีการแบ่งส่วนราชการภายในเป็น 4 กองบังคับการ และ 1 งาน คือ กองบังคับการอำนวยการ (บก.อก.) โรงพยาบาลตำรวจ (รพ.) วิทยาลัยพยาบาลตำรวจ (วพ.) สถาบันนิติเวชวิทยา (นต.) และ งานโรงพยาบาลดารารัศมี (ดร.)

สำหรับงานด้านนิติเวชวิทยานั้น เริ่มต้นขึ้นในปี พ.ศ. 2496 โดยกรมตำรวจได้รับโอน นายแพทย์ถวัลย์ อาศนะเสน จากคณะแพทยศาสตร์ โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ ไปอยู่โรงพยาบาลตำรวจเพื่อทำหน้าที่ทางนิติเวชศาสตร์ และวางโครงการจัดตั้งแผนกนิติเวชวิทยาขึ้นในโรงพยาบาลตำรวจ โดยแผนกนิติเวชวิทยาโรงพยาบาลตำรวจ ได้เริ่มทำการผ่าศพ เพื่อชันสูตรพลิกศพครั้งแรกในวันที่ 13 ตุลาคม 2496

ในปี พ.ศ. 2515 มีการกำหนดหน้าที่ของแผนกนิติเวชของโรงพยาบาลตำรวจ ซึ่งขึ้นกับกองการแพทย์ใหญ่ กรมตำรวจ (ในขณะนั้น) มีหน้าที่ผ่าศพที่ตายในโรงพยาบาลตำรวจและออกชันสูตรพลิกศพตามกฎหมายภายในเขต กรุงเทพมหานคร ต่อมาเมื่อมีการยกฐานะกองการแพทย์ใหญ่ กรมตำรวจ ขึ้นเป็นสำนักงานแพทย์ใหญ่ กรมตำรวจ ในปี พ.ศ. 2522 แผนกนิติเวชจึงยกระดับขึ้นมาเป็น สถาบันนิติเวชวิทยา จนปัจจุบัน