醫院成立於1951年。60年來，* *獲得國家和軍隊科技進步獎95項，陜西省壹等獎1項，其中全軍科技進步二等獎1項；軍事醫學成果獎21項，國家專利22項。
解放軍451醫院隨後被命名為西北軍區第壹空軍醫院。7月1952更名為空軍第五醫院，6月1954更名為空軍451醫院。2月，1959，更名為空軍Xi安醫院；6月1991被評為陜西省省級醫院；1992年6月，指定為軍隊中心醫院；並於1994年6月被總部委托空軍組織評審為三級甲等醫院。
1994年7月，更名為解放軍第451醫院。1999年4月，從空軍調入蘭州軍區。
近年來，解放軍451醫院積極開展“以患者為中心，提升醫療服務質量”等活動。2002-2005年被陜西省衛生廳評為“全國人民放心示範醫院”，2006年被陜西省評為新農合和省市醫保定點醫院，2007年被總部評為全軍計量先進單位。