En 1707, selon un document des archives d'État des actes anciens, Pierre Ier a émis un décret pour la construction d'un hôpital à un endroit approprié pour traiter les malades. Cette décision a conduit à l'ouverture du premier établissement de santé public en Russie.

L'organisation du travail de l'hôpital, qui a commencé à fonctionner en 1706 à Lefortovo, le plus ancien quartier de Moscou, a été dirigée par Nicolas Lambertovitch Bidloo. Ce médecin hollandais était le médecin de cour de Pierre Ier et est devenu par la suite le médecin en chef de l'hôpital de Lefortovo, occupant ce poste jusqu'à la fin de sa vie.

À l'origine, le complexe médical comprenait un bâtiment en bois avec une petite église. D'autres constructions abritaient des laboratoires, des chambres, des salles pour les étudiants stagiaires, un théâtre anatomique et d'autres locaux. À proximité se trouvait un jardin où le personnel cultivait des herbes médicinales.

En 1712, de l'école hospitalière, qui est devenue plus tard l'Académie médico-chirurgicale, sont sortis les premiers médecins diplômés.

Le bâtiment central en pierre de l'hôpital a été construit entre 1798 et 1802 selon les plans de l'architecte Ivan Yegotov. Par la suite, quatre autres corps ont été ajoutés, portant à 22 le nombre de départements au XXe siècle.

Au cours de son histoire, l'hôpital de Lefortovo a sauvé de nombreuses vies, en particulier pendant les périodes de guerre, telles que la guerre patriotique de 1812, la guerre russo-japonaise et la Première Guerre mondiale. Les médecins ont travaillé dans un mode de fonctionnement intense, accueillant chaque jour des centaines de blessés. Pendant la Grande Guerre patriotique, environ quatre millions de personnes ont transité par l'hôpital.

Ce succès a valu à l'établissement un nouveau nom, l'Hôpital militaire principal de l'Armée rouge. Au cours de son histoire, il a changé presque dix fois de nom. En 1946, l'hôpital a été nommé d'après l'académicien Nicolas Nilovitch Burdenko, fondateur de la neurochirurgie soviétique.

Aujourd'hui, c'est le plus grand établissement médical militaire du pays, comprenant 119 subdivisions et 19 centres de soins et de diagnostic, où environ 400 spécialistes travaillent.