L’Hôtel-Dieu, à l’origine établi dans le Vieux-Montréal, est une institution séculaire fondée en 1644 par Jeanne Mance, cofondatrice de la ville. Au milieu du 19e siècle, l’environnement pollué, bruyant et surpeuplé de la cité incite les Religieuses Hospitalières de Saint-Joseph, qui dirigent l’hôpital, à déménager leur œuvre au pied du mont Royal. Le nouvel emplacement est situé sur un plateau du versant est de la montagne, dans un secteur rural alors appelé mont Sainte-Famille. Cette vaste terre appartient depuis 1730 à la congrégation, qui l’utilisait jusque-là à des fins agricoles.
Le bâtiment principal en forme de « E », conçu par l’architecte Victor Bourgeau, est achevé en 1861. Il inclut le monastère des religieuses dans la partie ouest, l’hôpital dans l’aile est et un orphelinat dans le corps central, derrière la chapelle. Sa façade donne sur l’avenue des Pins, alors appelée rue de l’Hôtel-Dieu. La chapelle est coiffée d’un dôme élancé, l’un des plus hauts de la ville à l’époque. Ce dernier marque la présence symbolique de l’institution dans le secteur par son alignement avec la rue Sainte-Famille, ouverte en 1862 suivant la volonté des Hospitalières. La perspective monumentale ainsi créée constitue l’un des premiers projets d’urbanisme du quartier, qui se développe notamment avec la vente de lots voisins appartenant à la congrégation.
L’Hôtel-Dieu domine donc son environnement tout en faisant corps avec celui-ci. Il comprend plusieurs espaces verts, dont un verger et des jardins à l’arrière, en plus de cours intérieures créées par les ailes à angle droit du bâtiment. Ces cours, ainsi que des galeries, permettaient jadis aux patients de bénéficier de « cures d’air ». Les malades jugés trop contagieux étaient quant à eux soignés au pavillon Saint-Jean-Baptiste, annexe arrière construite en 1917 afin de servir de pavillon d’isolement.
La propriété est ceinte d’un mur de pierre afin de protéger l’intimité des sœurs cloîtrées. Ces dernières peuvent jouir d’une vue unique sur la montagne à partir d’un solarium, aménagé en 1927, et à travers les larges ouvertures d’un agrandissement arrière construit en 1932.
À partir des années 1960, plusieurs changements importants marquent l’hôpital dont la gestion passe à l’État. Les religieuses, qui ont entre-temps quitté leur mode de vie monastique, sont peu à peu remplacées par un personnel infirmier laïc. Elles habitent toujours l’aile ouest du bâtiment, tandis que le Centre hospitalier de l’Université de Montréal (CHUM) est propriétaire de la section réservée à l’hôpital depuis 1996.