Najwcześniejsze wzmianki dotyczące szpitala w Nowym Tomyślu sięgają XIX wieku. w 1883 roku za sumę ok. 11 tysięcy marek wybudowano szpital i więzienie – obie instytucje znajdowały się w tym samym budynku. Szpital zajmował łącznie sześć pokoi, pozostałe pomieszczenia przeznaczone były na cele więzienne.
W 1905 roku wzniesiony został nowy budynek szpitala przy ulicy Sienkiewicza, który funkcjonuje do dziś. Szpital rozwijał się, w 1930r. posiadał m.in. stację rentgenowską, lampy kwarcowe oraz solux. Rocznie przyjmował od 243 (w 1921r.) do 640 (w 1930r.) pacjentów. w latach trzydziestych zaistniała potrzeba jego rozbudowy i w maju 1938r. podjęto taką decyzję, której z powodu wybuchu wojny nie zrealizowano. Opiekę szpitalna nad pacjentami sprawowało czterech lekarzy: Karol Janiszewski, Franciszek Rost, Tadeusz Skalski oraz Georg Buddee. Po zakończeniu II wojny światowej, sytuacja służby zdrowia była niezmiernie trudna: budynek szpitala został zdewastowany, brakowało fachowego personelu lekarsko – pielęgniarskiego. Dla usprawnienia organizacji służby zdrowia powołano Wydział Zdrowia Publicznego, lekarzem powiatowym został mianowany dr Tadeusz Skalski. w połowie kwietnia 1945r. szpital został przejęty przez samorząd powiatowy i wkrótce rozpoczął działalność cywilną, po zakończeniu pełnienia funkcji lecznicy wojskowej.
Kierownictwo szpitala objął dr Karol Janiszewski, pielęgniarkami były głównie siostry zakonne ze Zgromadzenia Służebniczek Niepokalanego Poczęcia Najświętszej Marii Panny. Szpital posiadał 64 łóżka na czterech oddziałach: chirurgicznym, wewnętrznym, położniczym i zakaźnym, pracownię analityczną i rentgenowską oraz gabinet fizykoterapii. Ponadto, świadczenia zdrowotne udzielane były w Ośrodku Zdrowia oraz Stacji Pogotowia Ratunkowego. Ze względu na niedobór kadry lekarskiej utworzone zostały Punkty Felczerskie w Bolewicach, Kuślinie, Kąkolewie, Kubaczynie i Miedzichowie. 
W 1952r. zorganizowano Przychodnię Obwodową z poradniami specjalistycznymi, a w 1954r. powstało pierwsze ambulatorium zakładowe przy Fabryce Narzędzi Chirurgicznych. Szpitalem kierował od 1951r. do 1958r. dr Kazimierz Hołoga – lekarz niezwykły, pełen zaangażowania w sprawy pacjentów i działalność dobroczynną.
Dr Kazimierz Hołoga troszczył się nie tylko o pacjentów, ale również o szpital. Przygotował plany rozbudowy szpitala, pozyskał fundusze i przyczynił się do gruntownego odnowienia starego budynku. Dzięki jego działaniom zwiększyła się ilość personelu lekarskiego i pielęgniarskiego, a przede wszystkim podniósł się poziom zdrowotności mieszkańców regionu. w 1973r. dokonano zmiany struktury organizacyjnej służby zdrowia: lecznictwo zamknięte, otwarte i pomoc doraźna zostały połączone w jeden Zespół Opieki Zdrowotnej. Działał on do 1997r., aż do restrukturyzacji, w wyniku której nastąpiło oddzielenie się poszczególnych bloków lecznictwa. z dniem 1 grudnia 1998r. powstał Samodzielny Publiczny Zakład Opieki Zdrowotnej, udzielający głównie świadczeń z zakresu lecznictwa zamkniętego i pomocy doraźnej, a jego dyrektorem został mgr Janusz Nowak.
Samodzielnemu Publicznemu Zakładowi Opieki Zdrowotnej nadano w roku 2008 imię doktora Kazimierza Hołogi.Szpital był kilkakrotnie rozbudowywany, zwiększała się zarówno jego baza lokalowa, jak i sprzętowa. w roku 1998 oddano do użytku Oddział Anestezjologii i Intensywnej Terapii, zaś w 2000r. Oddział Hemodializ, który po kilku latach został przejęty przez spółkę „Avitum”.
Sukcesywnie rozszerzany jest zakres świadczeń medycznych oraz infrastruktura szpitala. W 2005r. na bazie dotychczasowej Izby Przyjęć powstał Szpitalny Oddział Ratunkowy. W 2006r. uruchomiona została Pracownia Tomografii Komputerowej, a w 2009r. powstał Oddział Ortopedii i Traumatologii Narządu Ruchu. W 2009r. rozpoczęta została bardzo szeroka rozbudowa i modernizacja budynków szpitala, czego efektem stało się w okresie dwóch lat oddanie do użytku i przeniesienie do nowych pomieszczeń: Oddziału Anestezjologii i Intensywnej Terapii, Oddziału Chorób Wewnętrznych, Oddziału Dziecięcego, Szpitalnego Oddziału Ratunkowego, Pracowni Endoskopii oraz Pracowni Tomografii Komputerowej.
Z dniem 1 stycznia 2012r. nastąpiło otwarcie dwóch nowych oddziałów: Oddziału Neurologicznego i Oddziału Udarowego.
Od 1 stycznia 2012r. rozpoczęły też swoją działalność specjalistyczne poradnie przyszpitalne: Poradnia Neurologiczna, Poradnia Ginekologiczno-Położnicza, Poradnia Leczenia Bólu i Poradnia Ortopedyczna. Baza diagnostyczna rozszerzyła się o Pracownię EEG i EMG.