西北大学第一医院是省政府在西安市东南郊举办的唯一一所集医疗、教学、科研、预防保健、康复为一体的三级综合医院。医院占地面积3.2万平方米，建筑面积5.2万平方米，现有床位770张，设有临床、医技科室45个。是陕西省紧急医学救援队成员单位、国家爱婴医院、国家标准化胸痛中心示范中心、国家急性上消化道出血救治快速通道救治基地、全国PCCM规范化建设三级医院达标单位、陕西省卒中急救地图救治单位、陕西省卫健委预算管理单位。2023年5月31日，陕西省第四人民医院划转暨西北大学第一医院并举行揭牌仪式。

建于1941年，是西安市卫计委直属的三级甲等综合性医院。医院现有员工1575人，其中高级专业技术职称人员300余人，博士、硕士学历300余人。医院拥有大量国内先进的诊疗仪器，配备磁共振、CT、数字化减影系统、眼科OCT、飞秒激光系统、四维彩色多普勒超声波诊断仪、全自动生化分析仪、细菌质谱鉴定系统等百万元以上设备数十台。近五年来，医院先后获省、市各级科技进步奖励9项；在研国家级、省部级、市级资助项目80项，其中国家自然科学基金6项、省部级33项；获得国家专利17项；出版专著12部。2017年9月30日西安市第一医院与西北大学签订战略合作协议暨“西北大学附属第一医院”挂牌。

是由西安市委、市政府全额出资按照三级甲等综合医院兴建的市级最大规模的公立医院，2016年12月15日开始试运行。医院集合了原西京医院、唐都医院及省市优质医疗资源，是集医疗、教学、科研、康复、预防保健及涉外医疗为一体的国际现代化综合医院。医院现有享受国务院政府特殊津贴人员、西安市“有突出贡献专家”称号、陕西省“新世纪三五人才10余人”，任国家、省、市级专业学会主任委员或副主任委员、常委20余人。医院紧紧围绕专业技术快速发展的学科建设思路，积极培植名医名家，按照“院有重点，科有特色，人有专长”的学科建设目标，大力加强学科建设。2018年5月22日西安市第三医院正式授牌“西北大学附属医院”。

神木市医院（原名神木县医院，2017年7月23日因神木撤县设市更名为“神木市医院”）始建于1948年，历经七十载的建设和发展，目前已成为一所集医疗、教学、科研、急救、预防保健与康复为一体的三级乙等综合医院。医院荣获全国“百姓放心示范医院”、全国“百姓放心百佳示范医院”、“发挥信息优势全国改善医疗服务示范医院”、“加强人文关怀全国改善医疗服务示范医院”、“2015年全国百家改善服务创新医院”，陕西省“白求恩精神奖”、“榆林市“五一劳动奖状”等殊荣。医院是陕西省危重孕产妇救治与转诊中心、神木市残疾人康复中心，承担着榆林市、神木市医保定点和神木市全民免费医疗定点任务。2020年5月19日西北大学与神木市医院签署战略合作协议 揭牌“西北大学附属神木医院”。

国际医学中心医院是一所集医疗、科研、教学、预防、保健、康复、健康管理为一体，通过国际JCI认证，按照三级甲等医院标准建设的综合医院，是西北大学附属医院、温州医科大学教学医院，是全球著名医疗机构——美国妙佑医疗国际（Mayo Clinic）联盟成员医院。医院位于西安市高新区西太路777号，占地面积307.61亩，建筑面积53.25万平方米，最大床位5037张。地铁六号线设有西安国际医学中心站，有专用通道与医疗楼相通。医院为城镇职工、城乡居民医保，生育、工伤、离休医保定点医院。2020年5月24日，西北大学与西安国际医学投资股份有限公司签署战略合作协议，揭牌“西北大学附属西安国际医学中心医院”。