เดิมโรงพยาบาลประจำจังหวัดสุโขทัย ตั้งอยู่ที่อำเภอศรีสำโรงจังหวัดสุโขทัย ซึ่งก็คือโรงพยาบาลศรีสังวรในปัจจุบัน ต่อมาทางจังหวัด สุโขทัยเห็นว่าโรงพยาบาลประจำจังหวัดสมควรอยู่ที่อำเภอเมือง ซึ่งเป็นศูนย์กลวงของหน่วยราชการต่างๆ ภายในจังหวัดและสามารถให้บริการประชาชนได้ครอบคลุมมากกว่า จึงได้รับงบประมาณแผ่นดินส่วนหนึ่งสมทบกับเงินบริจาคของประชากรอีกส่วนหนึ่ง เริ่มดำเนิ่นการก่อสร้างโรงพยาบาลสุโขทัยเมื่อปีพ.ศ.2503 โรงพยาบาลสุโขทัยเริ่มเปิดดำเนินการให้บริการแก่ประชาชนเมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ พ.ศ.2506 เป็นโรงพยาบาลขนาด 30 เตียง โดยมี นายแพทย์พงซ์ชัย สุคนธวยัคฆ์ เป็นผู้อำนวยการคนแรก และขยายบริการเรื่อยมาเป็นลำดับ
ปัจจุบันโรงพยาบาลสุโขทัยเป็นโรงพยาบาล ขนาด 320 เตียง จัดอยู่ในประเภทโรงพยาบาลทั่วไปสังกัดสำนักงานปลัดกระทรวงสาธารณสุข มีหน้าที่หลักในการให้บริการประชาชนในด้านการตรวจวินิจฉัยโรคให้บริการรักษาพยาบาล ส่งเสริมสุขภาพ และควบคุมป้องกันโรค ฟื้นฟูสภาพ นอกจากนี้ยังมีหน้าที่ในการให้การศึกษาอบรมแก่นักศึกษาและเจ้าหน้าที่สาธารณสุข ทั้งในและนอกสังกัดสาธารณสุข รวมทั้งดำเนินงานด้าน วิชาการและงานวิจัย เพื่อพัฒนาการรักษาพยาบาลให้ก้าวหน้า2/1 Moo 12 Charodwiwhithong Rd
Ban Kluai
Muaeng Sukothai
Sukothai 64000