Le pavillon médical constitue le dernier maillon d’un vaste programme instauré pour mettre à niveau, centraliser et moderniser les édifices construits avant 1940, tout en tenant compte de la difficulté inhérente au caractère pentu du site. Ses dimensions et son emplacement sont choisis pour remédier aux lacunes de l’aile ouest des édifices d’origine de Snell, dont la différence de niveaux des planchers et la superficie jugée trop limitée des étages. Le concept de base consiste à réconcilier sur un niveau l’ensemble du complexe hospitalier. Ce niveau correspondant au troisième étage du bâtiment administratif des édifices d’origine assure la communication entre tous les pavillons de l’hôpital, y compris le pavillon Ross Memorial, l’Institut et Hôpital neurologiques de Montréal et le pavillon des Femmes. Le système de corridors, accessibles à pied et en fauteuil roulant, converge vers le pavillon chirurgical, où se trouve le cœur de la circulation de l’hôpital.
L’édifice compte 11 étages; les services cliniques occupent les étages inférieurs et les installations destinées aux patients, les six étages supérieurs. Le pavillon médical inclut également une partie plus basse, qui assure le lien avec le pavillon Hersey. Celle-ci comporte une chapelle (remplaçant celle de la rue University, démolie en 1956 afin de céder la place au pavillon chirurgical), ainsi qu’un amphithéâtre de 140 places.
Tout comme le pavillon chirurgical de 1956, le pavillon médical a été construit en calcaire de Queenston, sur une façade rectangulaire, sans ornement. Son plan reflète l’organisation intérieure du bâtiment : un corridor en boucle, surnommé « piste de course », encercle, d’une part, des pièces réservées au personnel et donne, d’autre part, accès aux chambres des patients qui longent les fenêtres en périphérie. Ce type de plan est rigoureusement suivi dans le pavillon médical, dont l’empreinte au sol est ainsi plus large que celle du pavillon chirurgical. Le septième étage, quant à lui, a fait l’objet d’une refonte majeure en 1998 afin d’accueillir le Centre d’hématologie et d’oncologie Cedar qui est un service d’hospitalisation.
Aujourd’hui, l’avenir des édifices excédentaires du complexe hospitalier n’est pas connu.