В 1946 году на базе Госпиталя для инвалидов Отечественной войны №2 в Басманном районе был организован онкологический стационар на 135 коек с Центральной городской консультативной поликлиникой и организационно-методическим отделом.
Фактически, таким образом, в системе Городского отдела здравоохранения было создано головное онкологическое учреждение, которое позже реорганизовалось в Онкологический клинический диспансер №1.
В Онкологическом клиническом диспансере №1 на разных этапах его развития работали такие выдающиеся онкологи, как Б.В. Милонов, Ф.М. Ламперт, С.Л. Минц, Б.В. Петровский, Ю.Я. Грицман.
Главными врачами диспансера были П.Е.Вакхевич, И.А.Ошмянская, В.Б.Копнев, а с 1997 г. по настоящее время – доктор медицинских наук, профессор А.М. Сдвижков.
В 1967-1977 гг. построены 2 корпуса для диагностических служб и поликлиники. В 1981 году решением Исполкома Моссовета Онкологическому клиническому диспансеру №1 переданы здания Городской клинической больницы №48 (корпуса № 4 и 5) на Волочаевской улице д.36.
С 2016 года к ГБУЗ «ОКД №1 ДЗМ» присоединяется ГБУЗ «ГБ №56 ДЗМ» на основании приказа Департамента здравоохранения города Москвы от 06.10.2015г. № 832 «О реорганизации государственных бюджетных учреждений здравоохранения города Москвы.
Сегодня возможности Первой онкологической больницы Москвы охватывают весь спектр онкологических заболеваний, за исключением лишь нейрохирургии и гематологии. В больнице представлены все основные направления: онкоурология, онкогинекология, онкодерматология; маммология; общая, абдоминальная и торакальная хирургии, опухоли головы и шеи, опухоли кожи и мягких тканей, химио- и радиотерапия. Помимо этого, на территории учреждения работают дневной стационар хирургического, химиотерапевтического и радиотерапевтического профиля, а также консультативная поликлиника.