Το πρώτο από τα μεγάλα έργα που οραματίστηκε και πραγματοποίησε το Ίδρυμα Ωνάση κατασκευάστηκε σε οικόπεδο του Ιδρύματος έκτασης 8.000μ2 . Μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής του αλλά και τον πλήρη εξοπλισμό του, το πρότυπο και εξειδικευμένο αυτό νοσοκομείο παραδόθηκε στο ελληνικό κράτος, έτοιμο να λειτουργήσει τον Οκτώβριο του 1992.

Σχεδιάστηκε από τους αρχιτέκτονες Llenelyn-Davies Weeks, ειδικευμένους στο σχεδιασμό νοσοκομείων, έχοντας ως στόχο ένα κτίριο απόλυτα σύγχρονο, με μνημειακό χαρακτήρα και μορφή με ελληνικές επιρροές. Το έργο της κατασκευής ανατέθηκε στην εταιρεία J&P. Το εννιαόροφο κτίριο, έχει συνολική επιφάνεια 21.360μ2 και οργανώνεται γύρω από ένα κεντρικό αίθριο. Το κτίριο συνιστά πλέον ένα τοπόσημο για την πόλη των Αθηνών.

Το 2004 εκπονήθηκε αρχιτεκτονική μελέτη που προβλέπει επέκταση του κτιρίου, επιφάνειας 7.000μ2 , σε επαφή με το υπάρχον και παρόμοιας μορφολογίας ώστε τα δυο κτίρια να αποτελούν ένα ενιαίο σύνολο.