Po trwającej 6 lat budowie Szpital został otwarty i przekazany do użytkowania 30 grudnia 1959 roku. Jego pierwszym dyrektorem został dr med. Jan Masełkowski. Patronem placówki został zasłużony dla Bydgoszczy lekarza i społecznik - doktor Emil Warmiński.
W dniu otwarcia szpital posiadał 250 łóżek rozmieszczonych na czterech oddziałach: chorób wewnętrznych, położniczym, ginekologicznym oraz noworodkowym. W połowie stycznia 1960 roku otwarto dwa kolejne oddziały: chirurgiczny wraz z blokiem operacyjnym kierowany oraz laryngologiczny W czerwcu 1960 r. zostały oddane do użytku: oddział gruźlicy dziecięcej oraz laboratorium analityczne i bakteriologiczne, równocześnie zorganizowano przedszkole, szkołę dla dzieci i kuchnię mleczną dla najmłodszych. Pod koniec 1960 roku uruchomiona została apteka szpitalna. W 1969 r. szpital wzbogacił się o nową komórkę reanimacji i intensywnej terapii, a rok później zostały utworzone przychodnie przyszpitalne. W czerwcu 1976 r. w pomieszczeniach zwolnionych przez administrację dokonano niezbędnych prac adaptacyjnych i przekazano do użytku 7- łóżkowy Oddział Intensywnej Opieki Medycznej.
W roku 1978 nastąpiły dalsze zmiany. Dokonano translokacji poszczególnych oddziałów w ramach pionu położniczo-ginekologicznego. W wygospodarowanych pomieszczeniach na parterze budynku głównego uruchomiono Oddział Położniczo – Noworodkowy. Przy Oddziale Ginekologicznym uruchomiono blok operacyjny oraz przy Poradni Ginekologicznej Przyszpitalnej salę obserwacyjną dla pacjentek po przebytych zabiegach.
Z dniem 1 stycznia 1994 roku szpital stał się jednostką podporządkowaną Radzie Miasta Bydgoszczy. W dniu 1 października 1996 roku został powołany Zakład Endoskopii. Trzy lata później w Szpitalu zaczął funkcjonować Oddział Neurologii i Wczesnej Rehabilitacji Poudarowej. W dniu 10 lutego 2002 roku w Szpitalu utworzono Pracownię Tomografii Komputerowej. 13 grudnia 2008 roku zapadła natomiast decyzja o połączeniu Oddziałów Ginekologicznego i Położniczego. Zostaje powołany Oddział Ginekologii, Położnictwa i Patologii Ciąży, który jest jednym z większych oddziałów położniczo-ginekologicznych w Polsce. 1 lipca 2018 r. powstała Poradnia Żywienia Klinicznego, która obejmuje opieką chorych wymagających żywienia dojelitowego lub pozajelitowego w warunkach domowych. W roku 2020 zakończono budowę i oddano do użytku Centrum Rehabilitacji Neurologicznej i Kardiologicznej, a także Zakład Fizjoterapii wyposażony w nowoczesny sprzęt.
W dniach 29 - 30 stycznia 2009 r. w Wielospecjalistycznym Szpitalu Miejskim przeprowadzono certyfikację systemu zarządzania jakością zgodnie z wymaganiami normy ISO 9001:2008. Lecznica, jako pierwszy szpital w województwie kujawsko - pomorskim, otrzymała pełną certyfikację zgodnie z najnowszą normą w zakresie świadczenia usług medycznych, lecznictwa szpitalnego i ambulatoryjnego, rehabilitacji oraz diagnostyki obrazowej i laboratoryjnej. 10 lutego 2023 Szpital po raz kolejny potwierdził spełnianie standardów otrzymując certyfikat akredytacyjny od Ministra Zdrowia. W lutym 2024 Szpital przeszedł pozytywnie audyt jakości uzyskując tym samym certyfikat ISO na kolejne 3 lata.
W styczniu 2024 roku otwarto Pracownię Żywienia Pozajelitowego, w której na miejscu można przygotowywać mieszaniny dla Pacjentów.
W dniu 8 listopada 2024 roku podpisane zostało porozumienie o zmianie podmiotu tworzącego, którym stała się Politechnika Bydgoska. Szpital przekazano uczelni z uwagi na potrzebę kształcenia studentów na Wydziale Medycznym PBŚ.