С 1879 года начат отчет деятельности Тотемской больницы. В штате состояло 12 человек: врач, 2 фельдшера, смотритель, 4 сиделки, 3 сторожа, 1 кухарка. Земским врачом был Николай Иванович Вишняков, который в 1874 году поступил на службу в Тотемское земство и в продолжение 9 лет службы своим усердием, приветливостью и познаниями приобрел общее к себе доверие и уважение. Доверие крестьян в здешнем уезде к медицине появилось только с поступления на службу земским врачом Н.И. Вишнякова. Ежегодно в земской больнице лечилось до 300 человек.
21 мая 1884 года открыта Уездным земством своя аптека, из которой по рецептам врачей духовенство, мещане и крестьяне, равно и несостоятельные лица других сословий получают лекарство бесплатно, остальные же лица пользуются при получении лекарств уступкою 25% против утвержденной правительством таксы.
В 1884 году окончена Уездным Земством постройка при больнице в городе особого деревянного 2-х этажного дома для лечения больных сифилисом на 30 кроватей и сифилисное отделение открыто 12 октября 1884 года. На постройку этого дома на каменном фундаменте с железною крышею, водопроводом и ватерклозетом израсходовано 8 тысяч рублей. Позднее построили еще несколько зданий для больницы. В 1899-1900 годах городской больницей заведовал Сергей Дмитриевич Смирнов, смотрителем был Михаил Иванович Мишуринский. В 1910 году существовала Тотемская городская больница на 60 коек, Никольская участковая больница на 20 коек, обслуживались Пятовская, Мосеевская, Заозерская, Вожбальская, Калининская, Усть-Печенгская волости, открывались новые больницы в отдаленных участках: Шуйская, Кокшенгская, Леденгская лечебницы, функционировали 18 фельдшерских пунктов. Лечение в больнице было платным. За сутки пребывания мещане и чиновники платили 1 руб. 30 коп. Не хватало средств на обслуживание больных и содержание обслуживающего персонала. Высока была смертность, особенно от инфекционных заболеваний. Открывающиеся фельдшерские участки положение дел не меняли, так как фельдшерский участок обслуживал население в радиусе 35-40километров.
При таком положении даже малоквалифицированная помощь была недоступна населению. Крестьяне пользовались услугами знахарей, советы и лечение которых вместо пользы приносили вред. Те небольшие меры, которые принимало земство по профилактике, не оказывали заметного влияния на снижение заболеваемости населения. Но, несмотря на это, возникновение земской медицины было прогрессивным направлением. До 1920 года больница сохраняла земскую структуру, без специализированных отделений. Больные дифференцировались лишь по полу (мужские и женские палаты, независимо от диагноза болезни).
В 1917 году одним из первых декретов « О страховании на случай болезни» утвержденным ВЦИК 22 декабря было положено начало бесплатной, общедоступной медицинской помощи широким массам трудящихся. 11 июля 1918 года был учрежден Народный Комиссариат Здравоохранения (Наркомздрав РСФСР), которому поручалось руководство всеми медико-санитарными учреждениями. Создавалась обширная сеть лечебно-профилактических учреждений, намечались мероприятия по дальнейшему расширению и укреплению медицинских учреждений на селе. Финансирование их передавалось на местные бюджеты. В 1925 году начато административное районирование. 14 декабря 1925 года ВЦИК и Совнарком РСФСР опубликовали декрет «Об основах построения нормальной волостной (районной) организации здравоохранения». Декрет предусматривал организацию районной больницы, осуществляющей как лечебные, так профилактические задачи для обслуживания сельского населения, включая борьбу с социальными болезнями, охрану материнства и детства, санитарное просвещение. В 1920 году работала Тотемская больница на 100 коек, было 2 врача и 9 фельдшеров. До 1926 года Тотемская уездная больница Тотемского уезда Северного края обслуживала население города.
После 1925 года районному отделу здравоохранения подчинялись районная больница, сельские участковые больницы, фельдшерско-акушерские пункты, детские ясли, здравпункты, детский дом. В 1929 году существовал районный отдел здравоохранения Архангельского крайздравотдела. Аппарат районного отдела здравоохранения с 1929 по 1940 год состоял из 5 человек: инструктор районного отдела здравоохранения, школьный санитарный врач, 2 санитарных фельдшера, дело- производитель. В 1940 году при отделе здравоохранения образовалась санитарно-эпидемиологическая станция: 2 санитарных фельдшера, 2 дезинфектора, дезинструктор, санитарка. До 1947 года бухгалтерию вел бухгалтер районного финансового отдела, а в 1947 году образовалась самостоятельная бухгалтерия: старший бухгалтер и бухгалтер. С 1940 года существовал отдел здравоохранения исполнительного комитета Тотемского районного Совета депутатов трудящихся, который существовал до 1958 года. Его функции были переданы районным больницам, получившим название – центральных. Для обеспечения практического руководства делами здравоохранения в районе была утверждена должность главного врача района.
В 1956 году в Тотемском районе, кроме районной больницы, было 6 участковых больниц, 29 медицинских пунктов, 3 фельдшерских здравпункта.
В 1985 году медицинское обслуживание население района осуществлялось 3 больницами в составе Тотемской центральной районной больницы на 300 коек и Погореловской на 35 коек, Михайловской на 15 коек участковых больниц, Верхнетолшменской врачебной амбулаторией, 31 фельдшерско-акушерским пунктом, 1 здравпунктом СПТУ-47. В Тотемском районе работало 49 врачей, из них 40 человек – в центральной районной больнице, 4 врача – в участковых больницах, 1 – в амбулатории, 4 врача в районной санитарно-эпидемиологической станции, среднего медицинского персонала – 267 человек, 2 зубных врача.
Столетний юбилей больницы отмечался в 1979 году. К тому времени была проведена большая работа по укреплению и расширению материально-технической базы медицинских учреждений. Построены терапевтический 3-х этажный корпус, Погореловская участковая больница в п. Юбилейный, Советский и Великодворский, Октябрьский, Сигнальский фельдшерско-акушерские пункты. Больница переведена на центральное отопление, водоснабжение, частично канализацию. Проведена реконструкция некоторых учреждений. Составлена сметно-проектная документация на строительство пятиэтажного лечебного корпуса. Медицинские учреждения пополнились новым оборудованием, аппаратурой, инвентарем. Проведены мероприятия по централизации коечного фонда, закрыты 3 мало комплектные участковые больницы. В 1971 году в Тотемской больнице было 175 коек круглосуточного пребывания больных, в 1979 году – 275. Укрупнения больницы шло за счет увеличения специализированных отделений: открыты неврологическое, наркологическое, отоларингологическое отделения, детская больница на 50 коек. Дальнейшую специализацию получила амбулаторно-поликлиническая помощь. Открылся кабинет доврачебного приема, смотровой, функциональной диагностики, расширена лаборатория. В городе введена терапевтическая и педиатрическая участковость. С 1977 года ведется прием травматолога. При фельдшерско-акушерских пунктах работают процедурные и физиотерапевтические кабинеты. Развивается скорая и неотложная помощь. Работали 43 врача и 275 средних медицинских работников.
Много сил и энергии в развитие районного здравоохранения вложили заслуженные врачи РСФСР Сергей Петрович Гулынин, главный врач, хирург, рентгенолог Тотемской районной больницы, Анна Анемподистовна Белякова, главный врач Погореловской участковой больницы, врачи Антонина Павловна Сибирцева, награжденная орденом Трудового Красного Знамени, Лев Израилевич Симановский – главный врач района с 1955 по 1960 годы. С 14 августа 1967 года возглавил Тотемскую центральную районную больницу Ярослав Васильевич Потятынник, который трудился в Тотемском районе 15 лет, награжденный орденом «Знак Почета». Под его руководством больница отметила 100-летний юбилей.
С 1982 возглавляет работу Тотемской центральной районной больницы Валерий Геннадьевич Рычков, отличник здравоохранения, Заслуженный врач РФ, врач с высшей квалификационной категорией по социальной гигиене и организации здравоохранения.
В последующие годы продолжает развиваться сеть медицинских учреждений. Построены пятиэтажный лечебный корпус, пищеблок больницы, хозяйственный корпус в кирпичном исполнении, 17 фельдшерско-акушерских пунктов. Современным оборудованием оснащены кабинеты функциональной диагностики, ультразвуковых исследований, эндоскопии, лабораторной диагностики, лечебной физкультуры. Открыты кабинеты медицинской профилактики и электроэнцефалографии, СПИД-лаборатория, санитарно-эпидемиологический отдел.
Сегодня больница – многопрофильное лечебное учреждение, ведутся приемы по 15 врачебным специальностям. Функционируют 10 отделений круглосуточного пребывания больных. В 2010 году реконструировано приемно-диагностическое отделение. С 1994 года больница работает в системе ОМС, с 2011 – участвует в Программе модернизации здравоохранения.