Prima unitate sanitară în oraşul Vatra Dornei sub formă de spital pentru tratamente, a luat fiinţă în anul 1941, în perioada războiului, sub denumirea de spital Z.I. (zona interioară 180, funcţionând în actuala clădire a secţiei de maternitate).
Înainte de anul 1941, nu a existat în Vatra Dornei un spital propriuzis, ci o secţie de boli contagioase, pe strada Podu-Verde, apartinând de fostul serviciu judeţean Câmpulung Moldovenesc. Asistenţa medicală se acorda în cabinetele medicale particulare, existente în oraş. După război, administrarea Spitalului Vatra Dornei (sub forma de secţie) o face Serviciul sanitar judeţean Câmpulung Moldovenesc.
Între anii 1946-1947, unitatea trece în administrarea Comitetului Provizoriu al oraşului Vatra Dornei, funcţionând cu 30 de paturi, tot în actuala clădire a maternităţii. În anul 1960, se atribuie unităţii clădirea actuală a Arhiepiscopiei Sucevei şi Rădăuţilor (str. Mihai Eminescu nr. 1, lângă Maternitate), numărul de paturi crescând la 90.
Spitalul propriuzis, a luat fiinţă de la 1 ianuarie 1952, sub denumirea de Spital Raional Vatra Dornei, desfăsurându-şi activitatea în cele două clădiri. În clădirea din strada Mihai Eminescu nr. 1 funcţionau şi 3 cabinete de consultaţii medicale: interne, obstetrică-ginecologie şi chirurgie. Treptat, în perioada 1953-1956, numărul de paturi ajungea la 140. În anul 1956, spitalul se mută în actuala clădire (str. Mihai Eminescu nr. 12) cu secţiile actuale, numărul de paturi crescând la 210. La 01.01.1970, denumirea unităţii se schimbă din Spitalul Raional Vatra Dornei în Spitalul Unificat Vatra Dornei. În 1973 se preiau circumscripţiile sanitare rurale şi Spitalul Broşteni cu 70 de paturi şi se schimbă denumirea unităţii în Spitalul Orasenesc Vatra Dornei.