В 1890 году при больнице был построен дом призрения для неизлечимых больных на 150, а в последствии на 200 человек (кажется, единственный тогда в Москве). С 1895 года открыт небольшой родильный приют на 8 коек, а в 1903 году по проекту архитектора И.А. Иванова-Шица на территории больницы построен первый для Москвы родильный дом. По решению Городской Думы в 1911 году Бахрушинская больница стала учебной базой Высших женских курсов по госпитальной хирургии и терапии, а в 1913 году на завещенный капитал сестры Бахрушиных, Веры Федоровны, была построена амбулатория по проекту архитектора С.Ф.Чижа на 230 посещений.

В 1923 году переименована в больницу профессора А.А. Остроумова.

Начиная с 1934 года больница превращается в клиническую базу для терапевтической и хирургической кафедр медицинских институтов Москвы. В 1959 г. построено подземное сооружение ИТМГО. В 1974 г. был построен хирургический корпус на 300 коек, ЦТП, хранилище рентгеновской пленки, РТП, а также патологоанатомический корпус. В 1992 году, в связи с ликвидацией больницы № 16, ГКБ № 33 им. проф. А.А. Остроумова возвращены два корпуса: терапевтический, построенный в 1981 г. и неврологический, построенный в 1954 г.

В 2013 году больницу переименовали в ГКБ №5. 

В 2016 году приказом Департамента здравоохранения города Москвы №795 от 22.09.2016 переименована в ГКБ имени братьев Бахрушиных

Сегодня больница представляет собой многокорпусной, многопрофильный, технически оснащенный лечебный комплекс, продолжающий лучшие традиции основателей больницы.

Больница оказывает следующие виды медицинской помощи:

1) первичная медико-санитарная помощь;

2) специализированная, в том числе высокотехнологичная, медицинская помощь;

3) скорая, в том числе скорая специализированная, медицинская помощь;

4) паллиативная медицинская помощь.

В больнице развернута 501 койка, кроме того 42 реанимационных коек, функционирует амбулаторно-поликлиническое отделение на 750 посещений в смену, консультативно-диагностическое отделение с дневным стационаром на 12 мест. При стационаре организованы 110 коек дневного стационара по профилю неврология, терапия, химиотерапия и радиология. Организовано отделение паллиативной помощи на 30 коек.

В системе городского здравоохранения больница решает проблемы обеспечения населения столицы и ее гостей как скорой и неотложной медицинской помощью (по профилям: терапия, травма, хирургия, нейрохирургия, эндокринология, неврология, гинекология, токсикология, реанимационные отделения), так и плановой медицинской помощью (кроме упомянутых отделений еще и общая онкология, онкология головы и шеи, маммология, радиология, химиотерапия. Деятельность врачей стационара подкреплена мощной диагностической базой. В больнице функционирует рентгеновское отделение с кабинетом современной компьютерной и магнито-резонансной томографии, клинико-диагностическая лаборатория с кабинетом аналитической диагностики острых отравлений, кабинет гемодиализа для больных с острыми отравлениями, радиоизотопная лаборатория, отделения ультразвуковой и функциональной диагностики, отделение эндоскопии, физиотерапии с кабинетом лечебной физкультуры, на базе патологоанатомического отделения работают цитологическая и морфологическая лаборатории. Больница располагает поликлиническим отделением.