การบริการตรวจรักษาผู้ป่วยนอกของโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์แต่เดิมในอดีตทางฝ่ายและแผนกต่าง ๆ จะแยกไปดูแลจัดการด้วยตนเอง ต่อมาในปี พ.ศ. 2512 ได้จัดตั้งแผนกผู้ป่วยนอกขึ้นเพื่อจัดการการให้บริการแก่ผู้ป่วยอย่างมีประสิทธิภาพและเกิดความคล่องตัวในการปฏิบัติงาน
ต่อมาเมื่อปี พ.ศ. 2542 เริ่มมีการฝึกอบรมแพทย์ผู้เชี่ยวชาญสาขาเวชศาสตร์ครอบครัวในประเทศไทย ผู้บริหารในขณะนั้นได้เล็งเห็นความสำคัญของแพทย์เวชศาสตร์ครอบครัว จึงได้ก่อตั้งศูนย์เวชศาสตร์ครอบครัว สังกัดฝ่ายผู้ป่วยนอก โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ในปี พ.ศ. 2544 และได้เริ่มฝึกอบรมแพทย์ประจำบ้านเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2545
เมื่อเวลาผ่านไปภาระงานในการให้บริการระดับปฐมภูมิและการส่งเสริมสุขภาพมีปริมาณและความสำคัญเพิ่มมากขึ้นตามลำดับ จึงได้มีการรวมศูนย์เวชศาสตร์ครอบครัวและหน่วยสุขศึกษาเข้าด้วยกัน จัดตั้งขึ้นเป็นฝ่ายเวชศาสตร์ครอบครัวในปี พ.ศ. 2560
ปัจจุบันฝ่ายเวชศาสตร์ครอบครัว ให้บริการตรวจรักษาพยาบาลด้านปฐมภูมิแก่บุคลากรและประชาชนทั่วไป งานสร้างเสริมสุขภาพ งานเยี่ยมบ้าน รวมถึงการเรียนการสอนแก่นิสิตแพทย์และแพทย์ประจำบ้าน ในด้านงานเยี่ยมบ้าน เนื่องด้วยโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ไม่มีพื้นที่รับผิดชอบด้านปฐมภูมิเป็นของตนเอง จึงร่วมมือกับศูนย์บริการสาธารณสุขของกรุงเทพมหานครและสำนักงานอาสากาชาด สภากาชาดไทย ในการออกให้บริการเยี่ยมบ้านร่วมกัน