С 1941 по 1945 гг. шла Великая Отечественная война, ставшая самой кровопролитной за всю историю человечества. Более 27 млн солдат и мирных жителей погибло. Но многие и выжили, и выжили благодаря действиям советских военных врачей.
Начальный период войны был особенно тяжел в плане медицинского обеспечения: не хватало кадров, медикаментов, оборудования. В связи с этим были организованы досрочные выпуски студентов-четверокурсников из военно-медицинских академий и медицинских институтов. Благодаря этому ко второму году войны армия была обеспечена медицинскими кадрами по всем специальностям в среднем на 95%. С помощью этих людей медицинское обслуживание получали воины и труженики тыла, матери, дети и старики.
Главным хирургом Красной армии был Н. Н. Бурденко, главным хирургом ВМФ — Ю. Ю. Джанелидзе. Также на фронтах работали многие известнейшие люди, получившие после войны награды за свою деятельность, память и славу.
Благодаря слаженным действиям врачей были организованы многочисленные эвакуационные госпитали, усовершенствовалась специализированная медицинская помощь воинам, раненым в голову, шею, живот, грудь и т. д.
Не останавливалась научная работа, которая в довоенный период привела к получению кровезаменителей и изобретению способов консервирования и переливания крови. Все это в дальнейшем помогло спасти тысячи жизней. В военные же годы были проведены испытания пенициллина, изобретены отечественные сульфаниламиды и антибиотики, использовавшиеся для борьбы с сепсисом и заживления гнойных, трудно-затягивающихся ран. К основным успехам медицины в послевоенные годы можно отнести тщательное изучение санитарной обстановки и эффективное устранение проблем в этой области, а также открытие первой АМН СССР, президентом которой стал Н. Н. Бурденко. Это произошло 30 июня 1944 г., еще до окончания войны. АМН СССР ныне носит название РАМН (Российская академия медицинских наук), ее научные центры расположены во многих крупнейших городах России. В них ученые занимаются исследова-нием вопросов во всех областях теоретической и практической медицины.
Далее с 1960 по 1990 гг. советская медицина переживала следующие друг за другом периоды подъемов и спадов. В 1960-е гг. получила развитие новая отрасль медицины — космическая медицина. Это было связано с развитием космонавтики, первым полетом Ю. А. Гагарина 12 апреля 1961 г. и другими событиями в этой области. Также в начале 1960-х гг. по всей стране стали строить крупные больницы (на 300—600 и более коек), росло количество поликлиник, создавались детские больницы и санатории, в практику вводили новые вакцины и препараты. В терапии стали выделяться и развиваться отдельные специальности (кардиология, пульмонология и т. д.).
Хирургия шла вперед семимильными шагами, так как разрабатывались принципы микрохирургии, трансплантологии и протезирования органов и тканей. В 1965 г. была проведена первая успешная пересадка почки от живого донора. Операцию провел Борис Васильевич Петровский. Тогда же проводились исследования в области пересадки сердца (искусственного, а затем и животного). Здесь особо выделить следует Валерия Ивановича Шумакова, который впервые проводил подобные операции (сначала теленку, а потом человеку).
В области медицинского образования реформы развернулись в 1967—1969 гг.: тогда была введена система семилетней подготовки медицинских кадров. Стала интенсивно развиваться система усовершенствования врачей. В 1970-х гг. Россия опережала весь мир по количеству врачей на 10 тыс. населения. Однако была проблема нехватки кадров со средним медицинским образованием. Из-за недостаточности финансирования средних медицинских образовательных учреждений нужное количество кадров набрать так и не удалось.
В середине 1970-х гг. активно открывались и оснащались диагностические центры, совершенствовалась охрана материнства и детства, много внимания уделялось сердечно-сосудистым и онкологическим заболеваниям.
Несмотря на все достижения, к концу 1970-х гг. советская медицина переживала период спада из-за недостаточного финансирования и недоразработки определенных государственных программ по здравоохранению. В 1980-е гг. продолжали активно изучать вопросы кардиологии, онкологии, лейкозов, имплантации и протезирования органов. В 1986 г. была проведена первая успешная операция по пересадке сердца. Автором работы стал Валерий Иванович Шумаков. Также активно развивалась система скорой помощи, создавались автоматизированные системы управления «скорая помощь» и «стационар». Грандиозной задачей в области здравоохранения в 1983 г. стала всеобщая, всенародная диспансеризация и профильное лечение населения. Осуществить ее до конца не представлялось возможным — не было ни четкого плана, ни средств для этого.
Таким образом, главной проблемой здравоохранения конца советского периода было расхождение в масштабах задуманных реформ. Необходимо было вводить новые методы финансирования, привлекать частные и государственные структуры. Поэтому, несмотря на всю проведенную колоссальную научную и практическую работу, ожидаемых изменений и результатов в плане здравоохранения правительство так и не добилось. Отчасти это было связано еще и с приближающимся распадом СССР и ослаблением влияния властных структур.