一、历史沿革——起步创建阶段（1921年—1949年）
1909年在京奉铁路筑成后，由京奉铁路管理局招聘医生兰类（英），于1922年8月在锦县（即现锦州）车站西侧一所英式平房内建立，始称“锦县医院”。当时由国人医士王鉴衡负责当地和奉山（奉天—山海关）、锦朝（锦县—朝阳）两线的路员医疗工作。1934年5月29日由伪满洲国交通部铁道总局接管，并改称“奉天铁路医院锦县分医院”，渡边朱一（日）任院长兼医长。
1935年迁至铁道管理局西侧新建的院舍。建筑面积为3000平方米，砖石结构的二层楼。设内科、外科、小儿科、产妇人科、齿科、眼科和耳鼻喉科等，病床64张。其中，特等病床2张，一等病床11张，二等病床35张，三等病床16张。一般的中国路员限住三等病床。
1936年10月1日，隶属关系更改后，改称“锦县铁路医院”。并辖管皇姑屯、叶柏寿、山城镇三所分医院和大虎山、沟帮子、山海关、朝阳、彰武、清原等八所诊疗所和沈阳站出诊所。
1937年12月1日改称“锦州医院”。同时接管了葫芦岛分医院。
1938年院舍扩建。在原有建筑物的东侧，扩建2345平方米与原建筑物相称的二层楼房，中间正门为三层，同时还新建了看护妇寮（护士宿舍）、太平间、焚烧间。
抗日战争胜利后，1946年春，国民党军队占领锦州期间，医院院舍被国民党军队陆军第六十六后方医院强占。医院被迫迁到铁路局后面一所二层小楼内，应付门诊医疗，病房临时设在务本街（今铁东街）一所铁路职工住宅平房内，床位仅有8张。
二、历史沿革——平稳发展阶段（1949—2004）
1948年10月锦州解放，战后的医院一片废墟，几乎被焚烧一空，锦州铁路医院开始了战后重建工作，于1949年2月16日修复竣工，医院正式举行开院典礼，至此铁路医院宣告正式开诊。同年3月公布医院附设“铁路护士学校”。招收第一批学员32人，第二期学员80人。
在中国共产党的领导下，锦州铁路医院朝着人民铁路医院的办院方向、从思想作风上、业务管理上和技术设备上等方面，开始进行了全面的改造、整顿、充实、提高，使之更好地为保证铁路运输生产和铁路职工与家属的健康服务。
1950年美帝国主义对朝鲜北纬38°线以北发动侵略战争，中国人民志愿军出兵与朝鲜人民军一道奋起抵抗。锦州铁路医院也派出医务人员支援抗美援朝战争，组成卫生列车，来往于朝鲜前线运送伤病。1950年10月首批支援抗美援朝医务人员有：医师孙景家、王明毓、李延春，护士长赵荣章和第二期护校同学等。1951年3月第二批抗美援朝的医务人员有外科医生金秉喆、护士骆琨琪周华等，先后两批抗美援朝的医护人员共92名。
1952年3月美帝国主义违法国际法，使用生物武器进行“细菌战”。在朝鲜战场和中国领土上空投带菌昆虫，企图造成传染病的流行。铁路卫生部门为防止传染病延铁路蔓延，于1952年3月由锦州铁路医院和锦州铁路防疫站、第三期护校学员以及锦州铁路局文工团等单位组成了锦州铁路局机动防疫队，由王希周、吕公达、贾纯芳分别担任队长和副队长，于同年3月出发，至沿线各站配合当地卫生部门进行宣传，发动群众捕杀昆虫、消毒、预防注射，治疗病人等各项任务，于1952年10月结束，任务完成后曾获得东北局的好评及表扬。
1954年1月9日，锦州铁路医院改称“锦州铁路管理局锦州铁路中心医院”，对各分局医院、地区医院负有技术指导责任。
1956年，由锦州铁路局投资200余万元，改造扩建住院部大楼，建筑面积1.8万平方米，开放床位460张。
1964年，医院重新划分医疗卫生单位的领导关系和服务区间，医院负责锦州、锦西、薛家、女儿河、锦县、南票、桃园。
1970年10月1日医院派出医士骆振惠、护士啥秀媛参加援助坦赞铁路。
1973年2月16日医院选派主治医师张弘参加铁道部组织的袁建坦赞铁路专家组，前往母亚医院。
1974年6月医院派王志相和医师王柏春参加铁道部援建坦赞工作组，前往姆皮卡卫生所。
同年9月医院派医师于淑芹、X光技师潘玉恒参加铁道部援建坦赞铁路工作组，前往达累斯萨拉姆医院。
1975年2月派护士崔雅珍参加铁道部援建坦赞铁路工作组，前往姆皮卡卫生所。
1976年6月医院选派刘国良参加铁道部援建坦赞铁路工作组。
1978年6月，医院再次派出X光技师潘玉恒参加铁道部援建坦赞铁路工作组，前往达累斯萨拉姆医院。
1981年3月，医院主治医师王金鉴参加铁道部援建坦赞铁路工作组，前往姆皮卡卫生所。
1985年12月，医院第三次次派出X光技师潘玉恒参加铁道部援建坦赞铁路工作组，前往达累斯萨拉姆医院。
1975年2月4日海城发生7.3级强烈地震，医院组成53人的抗震救灾医疗队，就地抢救伤员500余名，并接生婴儿三名，历史2个月。医疗队除了出色完成医疗救援外，还在春节期间对伤员带来文艺演出。当医疗队返锦时，当地群众组成秧歌队，夹到欢送。医疗队被授予辽宁省先进集体。
1976年7月28日凌晨3时20分唐山发生强烈地震。7月29日，由副院长关洪发、外科主任王兰亭、指导员郭庆珍带队一行65人赴唐山地区成立临时医院，抢救伤员1300余人，并承担其他医疗队的重症治疗会诊任务，历时一个半月。9月1日，中共中央在北京人民大会堂召开表彰大会，关洪发代表医疗队出席大会，中共中央授予医院先进集体，荣记集体三等功。同时医院荣获锦州铁路局集体一等功。地震期间，医院腾出115张病床，接收震区伤病员，并派出医务人员38人参加锦州铁路局运送伤员救护列车任务。
1990年，经省教委批准与锦州医学院建立教学医院关系，接收医学院实习生88人。
1995年，医院经省卫生厅评审确定为国家三级甲等医院并颁发国家卫生部“三级甲等医院”牌匾。至此，医院步入三甲医院行列。
三、历史沿革——正式开启大学附属医院时期（2004—）
2004年10月，锦州铁路分局、锦州医学院关于锦州铁路中心医院移交锦州医学院正式签订交接协议书，锦州铁路中心医院正式更名为锦州医学院附属第三医院。
2006年，我院承担了锦州医学院临床专业和医疗学院教学任务。共有70位教师承担了理论和实验课的教学任务，15名教师承担了实验课教学任务。医院增设了13个教研室，并聘任了位教研室主任和6位主持工作的教研室副主任。
2006年7月10日教育部和省教育厅批准锦州医学院更名为辽宁医学院，我院亦同时更名为辽宁医学院附属第三医院。
2009年我院新信息管理系统正式启动，标志着数字化医院建设开始。新增4个教研室，分别为口腔学教研室、肿瘤学教研室、康复医学与理疗学教研室、实验诊断学教研室。至此，我院共有17个教研室。
2011年6月7日，经辽宁省卫生厅卫函【2011】340号文件的批复，恢复为三级甲等综合医院。2016年5月13日经过辽宁省卫生和计划生育委员会批复（辽卫函【2016】117号）更名为锦州医科大学附属第三医院。