Du Moyen-Age à la Révolution, l’Hôpital fonctionne sur le mode d’une fondation, en institution autonome, placé sous l’autorité de l’Archevêque, des Capitouls et des membres du Parlement Royal. Des règlements très précis fixent les conditions d’admission et de séjour des malades et des incurables. L’Hôtel-Dieu est un lieu de soins charitable, mais strictement réservé aux malades catholiques et interdit aux mendiants.
 1641, les émules toulousains de Saint-Vincent de Paul fondent la Compagnie du Saint-Sacrement qui créent plusieurs œuvres caritatives : orphelinats, « bouillons des pauvres », ateliers de Charité etc ...
 1685, un édit de Louis XIV interdisant le vagabondage interdit aussi, par extension, le pèlerinage.
 1689, arrivée de l’Ile-de-France des filles de la Charité de Saint-Vincent de Paul. Pour deux siècles et demi, 24 « Sœurs Grises » (nom inspiré de la couleur de leur robe de bure) ou « Sœurs de Saint-Vincent de Paul » prennent leur fonction à l’Hôtel-Dieu. Elles ne vont le quitter que lorsque la science médicale (la professionnalisation des soins) va remplacer le principe de charité dans l’hospitalisation. Leurs « cornettes blanches » (leur coiffe) disparaissent en 1964.
La dernière Sœur quitte l’Hôpital au début des années 1980.
 1692, le 26 septembre, le chanoine [1] de Saint-Etienne, Jean de Rudelle, donne par testament 20 000 livres en rentes pour fonder un hôpital destiné à accueillir les pauvres ayant des maladies incurables, ce qui va devenir entre 1702 et 1717 l’aile gauche de l’Hôtel-Dieu, du côté de la rue Viguerie. L’ensemble des bâtiments a alors la forme d’un « U » ouvert sur le Pont Neuf.
Les incurables allaient enfin être admis à l’Hôtel-Dieu et allaient pouvoir vivre dans des quartiers décents.
 1716, construction du grand escalier d’honneur et d’une verrière à l’Italienne qui prend le jour sur la Garonne et surplombe l’arche restante de l’ancien Pont de la Daurade.
 1727, septembre, une inondation ravage le cimetière de l’Hôtel-Dieu et provoque la mort de 52 religieuses du Couvent des Bons Pasteurs. Le Roi accorde, pour réparation des dommages, 727 livres à l’Hôtel-Dieu et 2430 à la Grave également touché.
 1729, le 27 décembre, un arrêt du Parlement de Toulouse institue à l’Hôtel-Dieu la création d’une maternité (notion inconnue avant 1705). Pendant longtemps, les accouchements à l’Hôtel-Dieu étaient interdits.
Il faut attendre la Révolution Pasteurienne pour remédier aux infections puerpérales qui atteignaient des proportions énormes.
D’autres missions sont confiées à l’Hôtel-Dieu : l’hospitalisation des vérolés des deux sexes et des scorbutiques.
 1749, Louis XV signe des lettres patentes des statuts améliorant la position hospitalière de l’Hôtel-Dieu.
 en 1759, 1770 et 1772 trois inondations amènent l’eau jusqu’au premier étage de l’Hôtel-Dieu, ce qui détériore les bâtiments.
 1774, les premiers grands poêles à bois sont installés dans les salles. Jusqu’à cette date, pour avoir chaud (mais pas seulement, aussi par nécessité), les malades étaient placés à trois ou quatre par lit.
 1779, à partir de cette date, des notables laïcs de la ville de Toulouse vont pouvoir assumer la charge de directeur dans les hospices ; fonction n’appartenant jusque là qu’à des ecclésiastiques. « Une charge lourde mais très prisée » nous disent les historiens. Cette charge devient exclusivement laïque à la Révolution.
 1789, si la Révolution n’a pas engendré de troubles importants à Toulouse (disparition du Capitoulat en décembre), elle a en revanche des répercussions très importantes sur la gestion et l’administration des hôpitaux.

Originellement destiné à accueillir tous les pauvres malades catholiques et pèlerins qui se présentaient à ses portes, blessés, fiévreux, galeux, « malades de la pierre » etc..., l’Hôtel-Dieu prend en charge progressivement de nouvelles populations : les femmes et les enfants (XVIIème et XVIIIème siècles) ; les vérolés et les scorbutiques (XVIIIème siècle). Il change même de nom. La Révolution va contraindre « l’Hospice de l’Humanité » à accepter tous les malades.

En 1792, Toulouse est Jacobine ... et entourée de campagnes royalistes. La ville s’enfonce dans la crise économique et sociale post-révolutionnaire, l’anarchie règne dans les hôpitaux, elle culmine en 1796 et va se poursuivre jusqu’en 1802. Le changement Révolutionnaire va entériner un rapport plus étroit encore avec la vie de la cité, dans la mesure où l’organisation administrative hospitalière est désormais soumise à la tutelle du Département (1791-1792).

 1792, la Convention déclare Biens Nationaux les propriétés des Hôpitaux. N’ayant plus de ressources, les Hôpitaux s’acheminent vers la faillite.
 1793, le « 7 fructidor de l’an 2 », par patriotisme et idéologie, l’Hôtel-Dieu est rebaptisé « Hospice de l’Humanité », tandis que La Grave devient « Hospice de Bienfaisance ». Alexis Larrey devient le chirurgien-major des Hospices.
Les Facultés de Médecine disparaissent, au nom de la liberté d’exercice de la Médecine, ce qui a pour conséquence une recrudescence du charlatanisme qui prospère impunément jusqu’en 1803. Un rapport de Carnot dénonce les Hôpitaux de la ville comme des foyers de contre-Révolution.
 1794, médecins et chirurgiens sont regroupés par un même diplôme : le doctorat en médecine. La persécution, puis le départ des religieuses désorganisent les soins et aboutissent à une anarchie totale.
 1798, Devant l’anarchie hospitalière causée par le remplacement des religieuses par des « commères bonnes patriotes », idéologiquement conformes mais incompétentes, l’Etat abandonne les Hôpitaux et met à la charge du budget municipal leur service et leur entretien. (Retour de l’Etat seulement en 1940).

Pendant tout le XIXème siècle, les travaux de consolidation et d’agrandissement de l’Hôtel-Dieu sont devenus nécessaires et souvent urgents. Le « tour » à l’entrée de l’Hôtel-Dieu servant à recueillir les enfants abandonnés, reste en service tout au long de ce siècle.

 1801, le 3 juillet, création de la Société de Médecine, Chirurgie et Pharmacie de Toulouse : elle se veut à la fois société Savante (conférences, publications scientifiques), dispensaire (consultations gratuites pour les indigents), foyer d’animation, de formation ; elle recrute des médecins. Son but est de compenser le gâchis médical causé par les Révolutionnaires.
 1804, les Filles de la Charité de Saint-Vincent de Paul sont pendant plus d’un siècle le symbole incontournable des soins infirmiers...ce siècle est aussi le temps d’une médecine partagée entre les « officiers de Santé » et les « docteurs en Médecine » titulaires d’une thèse.
 1814, le 10 avril, bataille de Toulouse entre les troupes françaises du Maréchal Soult et les troupes coalisées anglo-espagnoles de Wellington. L’Hôtel-Dieu est alors au cœur du système de défense de la rive gauche. Après la défaite française, Wellington visite les Hôpitaux et leur fait même un don pour leur entretien. Les lits de l’Hôtel-Dieu et de La Grave étaient utilisés pour soigner les blessés des deux camps car les hôpitaux militaires étaient insuffisants.
 1815, été ; venue de la Duchesse d’Angoulême à Toulouse. Elle visite les hôpitaux ; un portrait en a été fait par le peintre Joseph Rocques ; tableau visible encore aujourd’hui dans la salle des Pèlerins de l’Hôtel-Dieu.
 1825, on identifie les populations et services de soins existant à l’Hôtel-Dieu à ce moment-là : enfants trouvés ; femmes incurables , malades, en couche ; hommes blessés, fiévreux, incurables, galeux (avec autant de salles). Un descriptif semblable réalisé en 1905 témoigne d’une augmentation de ces capacités d’hospitalisation.
 1831, instauration de l’économat à l’Hôtel-Dieu : de plus en plus d’institutions, de particuliers (architectes, hommes de loi notamment) ont l’Hôpital pour client. C’est un des premiers exemples de professionnalisation de l’administration hospitalière.
 1834, reconstruction de l’entrée de l’Hôtel-Dieu : édicule dorique avec un porche surmonté au sommet d’une croix, placé sur une rampe d’accès descendante jusqu’au perron. La rampe et le porche ne furent démolis qu’en 1959.
 1847, la France compte 7000 Cornettes blanches. La première anesthésie générale est faite à l’Hôtel-Dieu sur un enfant de quatre ans atteint d’une lithiase urinaire (calculs).
 1860, travaux de surélévation d’une partie de l’aile Garonne de l’Hôtel-Dieu (salle des Pèlerins et Chapelle) : c’est le début du grand projet d’achèvement de l’Hôtel-Dieu.
 1864, l’architecte Delor fait démolir et reconstruire les bâtiments Nord-Ouest de l’Hôtel-Dieu. La chapelle, agrandie et aménagée, reçoit l’apport d’un vitrail du maître verrier toulousain Louis-Victor Gesta. Elle est consacrée le 7 mars 1867 par le cardinal Desprez.

Les inondations ont toujours été le principal fléau récurrent dans la vie des toulousains du quartier Saint-Cyprien. Celles-ci deviennent cependant plus fréquentes et plus meurtrières au XVIIIème siècle, principalement à cause de la déforestation des forêts pyrénéennes pour alimenter en bois les chantiers de la Marine Royale.

 1875, le 23 juin, le vent d’Ouest, qui apporte plusieurs jours de pluies torrentielles, provoque également une brusque fonte des neiges sur les Pyrénées : la plus grave inondation de l’Histoire de Toulouse survient alors dans le quartier Saint-Cyprien. A 4 heures du matin, les fenêtres du rez-de-chaussée de l’Hôtel-Dieu sont maçonnées par les étudiants ; à 10 h, l’eau monte de 17 cm par minute ; à 14 heures, les malades sont évacués dans l’aile Viguerie (certains même seront évacués par les toits) et à 15 heures l’Hôtel-Dieu est inondé par les égouts ; à 15h45 La Grave est complètement inondée ainsi que le premier étage de l’Hôtel-Dieu. A 23 heures, alors que l’eau a atteint le niveau de 9,47 mètres, les sauveteurs se regroupent à l’Hôtel-Dieu. Le 24 juin au matin, les eaux s’étaient retirées.
Le bilan de cette catastrophe s’élève à 208 corps retrouvés...et 953 maisons détruites. Les eaux ont atteint la côte de 9,75 m ; les rez-de-chaussées de l’Hôtel-Dieu et de La Grave sont sérieusement endommagés ; l’eau arrivait au dessus du premier étage des bâtiments, emportant tout. Les journaux illustrés de l’époque évoquent une véritable catastrophe. Le montant des dégâts est évalué à 12 317 275 francs (une somme colossale pour l’époque).
Le Maréchal Mac-Mahon visite le quartier le 26 juin.
Devant l’ampleur des destructions, vont se succéder plusieurs projets qui ne vont trouver leur épilogue qu’aux alentours des années 1950 : une autre crue en 1952 va décider la ville à compléter le réseau de digues.
 1876, début de la campagne de rénovation des Hôpitaux après l’inondation, campagne qui a duré jusqu’en 1893.
 1889, trop de mortalité à l’Hôtel-Dieu : installation de la Maternité à la Grave avec l’école d’accouchements.
 1891, le 3 novembre, une proposition du Conseil Municipal, largement anticlérical, demande le retrait de toutes les Religieuses des services hospitaliers, en prétextant des économies budgétaires ; c’est le début du long débat sur la laïcisation des Hospices.
 1893, Rénovations très importantes à l’Hôtel-Dieu, toujours dans le programme d’aménagements nouveaux : salles plus vastes, plus hautes, bien éclairées, plus ventilées.
 1896, le 7 octobre, une loi définit le statut de l’Hôtel-Dieu institué pour un siècle et demi. Au terme de cette loi, les administrations communales ont compétence pour la surveillance des hôpitaux, la gestion des biens, l’administration intérieure et le renvoi des malades. L’évolution des charges d’administration renforce aussi la présence des notables urbains.

D’un point de vue général, la seconde moitié et la fin du XIXème siècle sont marquées par les progrès industriels, scientifiques, sociaux. L’hygiène hospitalière se développe ; Louis Pasteur (1822-1895) transforme la Médecine grâce à ses travaux sur les fermentations et les microbes ; En 1882 Robert Koch identifie le bacille qui portera son nom ; l’électricité trouve des applications médicales : électrothérapie et électrodiagnostic, autrement dit les Rayons X découverts par Roëtgen en 1895. La même année, la première seringue en verre est fabriquée

En 1900, la moitié du territoire toulousain est agricole. Nombre de petits métiers sont liés à l’agriculture. Lardenne, Lalande, Croix-Daurade, Saint-Simon et Pouvourville ne sont encore que de petits villages.

 1901, ouverture de l’Ecole d’Infirmiers et d’Infirmières : pour la première fois les soins deviennent un métier après obtention d’un diplôme délivré par l’Etat.
La même année voit le début des travaux d’assainissement de l’Hôtel-Dieu pour remédier aux infections nosocomiales. En effet, celles-ci pouvaient êtres favorisées par la situation géographique de l’Hôtel-Dieu : au sein du quartier Saint-Cyprien qui abritait 7 à 8 boyauderies, dépôts d’os et maroquineries. De plus, les vents d’Ouest rabattaient à l’Hôtel-Dieu ces émanations malsaines.
 1906, les capacités d’hospitalisation de l’Hôtel-Dieu sont insuffisantes ; le projet de construction d’un hôpital hors de la ville, à Purpan, est déposé.
  1914-1918, même si Toulouse se trouve loin du front, les réfugiés arrivaient en nombre.
 1916, un projet des Ponts-et-Chaussées de l’ingénieur Pendariès prévoit de démolir l’Hôtel-Dieu Saint-Jacques et l’Hôpital de La Grave ainsi que le Pont Neuf ! On les accuse de favoriser les inondations en formant un goulet d’étranglement à ce niveau de la Garonne. Les Académies et les Toulousains de Toulouse sont en désaccord et c’est le début d’une longue « bataille » à ce sujet jusqu’en 1918 débouchant sur un abandon du projet. Le Pont Neuf est remarquablement bien construit (seul pont de la ville qui a résisté à l’inondation de 1875 et qui a permis l’acheminement des secours jusqu’au quartier Saint-Cyprien).
 1921, instauration officielle du concours de l’Internat des Hôpitaux de Toulouse.
 1925, en première année d’études de Médecine à Toulouse, on compte 100 étudiants et ...1 étudiante ; elles sont trois lors de la promotion suivante.
 1935, la première Sœur Infirmière diplômée d’Etat arrive dans les hôpitaux.
 1937, on compte 400 malades à l’Hôtel-Dieu pour 30 Sœurs ; 1 chef de service par salle ; 85 internes et externes ainsi que les premières infirmières civiles arrivées deux ans auparavant.
 1940, afflux massif à l’Hôtel-Dieu de réfugiés épuisés, de malades, de mourants qu’il faut tenter d’héberger dans de grandes salles. L’Hôpital est alors summergé et en rupture de médicaments.

La Seconde Guerre Mondiale transforme la Médecine en profondeur ainsi que l’organisation de l’Hôtel-Dieu, comme celle de tous les hôpitaux du monde.
C’est également après la Guerre que tout le système administratif hospitalier va prendre de l’ampleur, notamment avec l’instauration de la Sécurité Sociale en 1945. Le rôle du directeur devient là aussi plus important. Le développement de l’administration évolue en parallèle des services médicaux, soignants et techniques.

 1946, on commence le déménagement de certains services de l’Hôtel-Dieu vers Purpan.
 1947, installation à l’Hôtel-Dieu de l’Ecole d’Infirmiers et d’Infirmières et d’Assistantes Sociales.
 1949, destruction de la pile du Pont Couvert restante au milieu de la Garonne.
 De 1954 à 1957, les constatations depuis longtemps énoncées sont prises en considération : l’Hôtel-Dieu, dont le bâti « travaille » au rythme des mouvements du fleuve, se fissure ; le bâtiment amont le long de la Garonne se lézarde. Des travaux de consolidation intérieur et extérieur de l’Hôtel-Dieu vont être entrepris.
L’architecte R. Trilhès va jouer un grand rôle dans la défense de l’Hôtel-Dieu contre l’affaissement : la structure générale va être renforcée par des poutres en béton et les pieux de bois, qui supportent les murs de brique, vont être noyés dans des structures de béton enfoncées de trois mètres dans le tuf (roche poreuse légère) du lit de la Garonne.
Les travaux vont durer trois ans et l’Hôtel-Dieu va prendre l’aspect que nous lui connaissons aujourd’hui.

Les années d’après-guerres ont été nommées « Trente Glorieuses » pour symboliser les grands bouleversements économiques, géographiques, sociaux et urbains des années 1950 au début des années 1970. Les Hôpitaux du pays vont eux aussi connaître de profonds changements, notamment grâce à la hausse démographique qui va impliquer des réformes nécessaires dans la capacité d’hospitalisation (à partir de 1962 jusqu’à nos jours, les régions du Midi ont gagné plus de 3,5 millions d’habitants). En 1963, Toulouse est qualifiée de « métropole régionale d’équilibre ».

 1958, création du CHU, Centre Hospitalier Universitaire qui réunit tous les Hôpitaux.
 1959, le portique-péristyle d’entrée de l’Hôtel-Dieu et la rampe de descente venant du Pont-Neuf sont démolis.
 1970, une loi rattache l’Hôpital à la commune.
 1975, transférée un moment à Purpan, l’administration revient à l’Hôtel-Dieu après la construction de Rangueil.
 1980, les chaudières à charbon, en service à l’Hôtel-Dieu comme à La Grave depuis les années 1940, ne permettent plus malgré leur longévité d’assurer sans de très gros risques la continuité du chauffage. Une chaufferie de type modulaire utilisant le gaz de ville est mise en service.
 1981, la Direction générale du CHU s’installe à l’Hôtel-Dieu, elle va être rejointe progressivement par toutes les directions centrales.
 1982, un plan arrêté par le conseil d’Administration veut faire de l’Hôtel-Dieu le centre administratif et de gestion du CHRT.
 1983, décembre, départ de la dernière Sœur des hospices.
 1985, 15 octobre, naissance de l’Association Des Amis de l’Hôtel-Dieu Saint-Jacques et de La Grave.
 1987, le dernier service d’hospitalisation quitte l’Hôtel-Dieu : il s’agit du service de stomatologie qui part sur Purpan. Le dernier malade alité quitte l’Hôpital. Les Hôpitaux de Toulouse tournent alors une page de leur histoire. La DRH s’installe la même année.
Le site devient alors exclusivement le pôle administratif du CHU de Toulouse.
 1996, le 3 mai, inauguration en présence du ministre de la Culture Philippe Douste-Blazy du Musée d’Histoire de la Médecine à l’Hôtel-Dieu. Musée créé par le professeur Jean-Charles Auvergnat sous l’égide de la Société de Médecine de Toulouse. Il est installé dans l’ancienne pharmacie de l’Hôtel-Dieu ; les collections étaient jusque-là hébergées au 2ème étage de l’Hôtel-D’Assezat.
La muséographie se veut autant esthétique que technique. Il ouvre ses portes au public au mois de juin.
 1998, l’UNESCO a inscrit les Chemins de Saint-Jacques de Compostelle en France sur la liste du Patrimoine Mondial. A Toulouse, deux sites sont choisis pour illustrer localement le Pèlerinage : la Basilique Saint-Sernin et l’Hôtel-Dieu Saint-Jacques.
 le 3 mars 2003, inauguration de l’espace jean de Rudelle et du Centre Européen de Recherche sur la Peau et les Epithéliums de Revêtement des laboratoires Pierre Fabre dans l’aile Jean de Rudelle (anciennement nommée Aile Viguerie)
Ce laboratoire mixte public/privé consacré à l’étude de la peau accueille 50 chercheurs issus des secteurs public et privé.