En août 2020, il compte 1009 lits (dont 449 en EHPAD - Établissement d’Hébergement pour Personnes Âgées Dépendantes-) répartis sur trois sites au sein de l’agglomération chartraine :
- sur le site du Coudray : l’hôpital Louis Pasteur où sont regroupés tous les services de soins de court séjour, le plateau technique, le laboratoire de biologie médicale, le service d’imagerie médicale, les consultations de jour, le pôle femme-enfant avec sa maternité et des services administratifs.
- en centre-ville de Chartres : l’Hôtel-Dieu où sont situées les résidences pour personnes âgées dépendantes (EHPAD) de l’Hôtel-Dieu et Philippe Desportes ; l’Unité Gérontologique d’Orientation et de Soins ; le service de soin de suite et de réadaptation (SSR), le Centre d’Action Médico-Social Précoce (CAMSP), le service de psychiatrie infanto-juvénile (SPIJ) : l’hôpital de jour et le centre de consultations médico-psychologiques, le Service d’Éducation Spécialisée et de Soins à Domicile pour les enfants autistes de 6-14 ans (SESSAD). Le centre hospitalier compte également un Institut de Formation en Soins Infirmiers.
- dans le quartier Saint-Brice : le service de psychiatrie infanto-juvénile (SPIJ) (avec la clinique pour adolescents, l’hôpital de jour et les activités de consultations), la Résidence du Val-de- l’Eure (EHPAD) et la Maison Départementale des Personnes Autistes (MDPA). Les services médicaux des Hôpitaux de Chartres sont regroupés en neuf pôles et couvrent l’ensemble des disciplines médicales, chirurgicales, obstétriques, de soins de suite et de réadaptation, de psychiatrie infanto-juvénile et de gériatrie. Le centre hospitalier de Chartres a été certifié en mai 2022 pour 4 ans par la Haute Autorité de Santé. Il est ainsi reconnu pour la "qualité des soins confirmée".