中国人民解放军第三二一医院始建于1964年。第三二一医院每年为沈阳军区体系部队上门送医送药，《解放军报》曾以“十年保障百万兵”为题报道。医院眼科为“沈阳军区眼科治疗中心”。医院曾派医疗队参加唐山大地震抗震救灾和1987年大兴安岭扑火，先后获“功臣医疗队”、“烈火挡不住的医疗队”等称号，医院连续10年被沈阳军区联勤部评为“基层建设先进团单位”。2014年10月14日，医院成功进行了一例全脑血管造影术诊疗，这标志着医院在沈阳军区总医院的帮带之下，已经能独立开展全脑血管造影术和颅内介入治疗。