Sykehuset ble etablert da avdelingen på Lundavang åpnet i 1960 og det tidligere Molde amtssykehus og Reknes sanatorium ble lagt ned. I 1968 kjøpte fylkeskommunen St. Carolus sykehus og gjorde det om til en avdeling av fylkessjukehuset. Funksjonene ved St. Carolus ble flyttet til Lundavang i 1995. I 1984 ble fylkessykehuset slått sammen med Oppdøl psykiatriske sykehus. Siden slutten av 1985 har det vært planlagt å samlokalisere de to avdelingene.