大樓的二至四層為中心手術部。手術室安裝有影像屏幕，醫生在手術過程中可以通過醫學影像傳輸系統隨時調取病人的影像資料，如X光片、CT片、核磁片等，然后通過屏幕觀看。在手術室里還裝有攝像頭，可以將手術室的情況傳送給手術電教系統，用于醫院教學。手術中的醫生將配備通話器，可以保證手術室內、外的通話。

大樓6至18層為普通護理單元，每層都設有專門的病人活動區，放桌椅、電視等。病人可以在此會客、喝茶和看電視。單人、雙人乃至五人間的病室都設有衛生間，而且每兩張病床之間都設有拉簾，以保護病人隱私。而在19層的特需護理單元，還有由客廳、病房和衛生間組成的套房。

與其它醫院不同的是，病房都是以木色為基本顏色。北醫三院院長助理王軍介紹，整幢大樓都采用木色家具，是為了讓整個醫院的色調比較家庭化，讓病人沒有緊張的感覺。