Строительство больницы на 1200 коек в Вешняках-Владычино было начато в 1973 году по наказу избирателей г. Москвы депутату Верховного Совета СССР Виктору Васильевичу Гришину. Торжественное открытие больницы состоялось в январе 1981 года, а 16 апреля новое медицинское учреждение распахнуло двери для своих первых пациентов. Больница изначально создавалась как многопрофильная, где будет оказываться неотложная и плановая медицинская помощь по таким специальностям, как терапия, кардиология, абдоминальная и гнойная хирургия, травматология, гинекология и офтальмология.

Первым главным врачом больницы стал Владимир Николаевич Мудрак.

В 1982 году в структуре больницы появился родильный дом на 160 коек. Первым его руководителем был назначен заместитель главного врача по родовспоможению и гинекологии Ю.М. Местергази.

Важным этапом в становлении больничного комплекса стало в 1985 году завершение строительства консультативно-диагностического центра. В нем организован консультативный прием населения 5 районов столицы с плановой мощностью 700 посещений в день. Работу центра возглавил заместитель главного врача по амбулаторно-поликлинической помощи А.Л. Подольцев.

В январе 1986 года первых пациентов принял терапевтический корпус на 300 коек.

Специалистами, заложившими основу для создания, становления и высокоэффективной работы медицинского, научного, педагогического и производственного центра под общим названием ГКБ № 15, стоявшими у его истоков, были такие сотрудники, как О.М. Филатов, А.А. Гринберг, Э.И. Николаева, Л.Б. Веселый, Р.Н. Оськина, А.Л. Подольцев, Ю.М. Местергази, Н.И. Салтыкова, O.K. Попова, В. А. Бурова, Н.Х. Житенева, О.С. Бочавер, Ю.А. Кринский, Н.К.Трофимова, А.С. Доронина, В.В. Кананыкина, Ю.И. Лыткин, Ю.Г. Сильванский, Н.И. Баум, В.Р. Манукян, Е.И. Балашова, В.М. Липагина, Т.В. Краснова, С.М. Путятин и многие другие.

Первыми научными коллективами, пришедшими в больницу и принявшими активное участие в ее становлении, были сотрудники кафедры госпитальной хирургии, возглавляемой B.C. Маятом, и кафедры госпитальной терапии 2-го МОЛГМИ им. Н.И. Пирогова, руководимой заслуженным деятелем науки России, профессором В.А. Люсовым.

В дальнейшем этот список постоянно расширялся, и в клинике функционировали и продолжают успешную педагогическую деятельность 11 кафедр российских и московских вузов, лабораторий и отделов клинических НИИ столицы.

Более 15 лет, в том числе в сложный период перехода московского здравоохранения от системы социалистического типа к новой структуре, больницей руководил Олег Михайлович Филатов. Во многом благодаря ему, клиника имеет современную структуру управления, в ней трудятся одни из лучших медиков России, упрочено взаимодействие между больничными и клиническими структурами.

С 2003 года клиника носит имя Олега Михайловича Филатова.

С 2000 по 2010 годы больницу возглавляла Эльвира Ивановна Николаева - заслуженный врач России. За 10 лет было многое сделано по оснащению больницы современным оборудованием, территория клиники превратилась в ухоженный парк, проведен капитальный ремонт родильного дома с реконструкцией и переоснащением.

С 2010 по 2016 год клинику возглавляла доктор медицинских наук, профессор Екатерина Евгеньевна Тюлькина. За время ее работы больница существенно изменилась, как внешне, так и содержательно.

В рамках реализации Программы модернизации здравоохранения города Москвы больница была оснащена современным медицинским оборудованием, в том числе высокотехнологичным. Было поставлено и введено в эксплуатацию 2778 единиц медицинской техники.

С 2012 по 2015 г.г. в больнице были созданы новые лечебные отделения и службы: отделение хирургического лечения сложных нарушений ритма сердца и электрокардиостимуляции, нефрологическая служба с отделением хронического гемодиализа; отделение ревматологии, межотделенческое подразделение по лечению «диабетической стопы», отделение реконструктивной хирургии, отделение сочетанной травмы, многопрофильный стационар дневного пребывания, межокружной центр рассеянного склероза, дневной стационар лазерной микрохирургии глаза.

В клинике велись работы по благоустройству и капитальному ремонту. Площадь отремонтированных помещений составила 80232 кв. м (80% от общей площади помещений клиники).

В период с 2012-2015 гг. выполнены работы капитального характера, в том числе: капитальный ремонт систем вентиляции, электромонтажные работы, монтаж внутренних инженерных систем, общестроительные работы (устройство полов, потолков, замена окон), прокладка кабельных линий, замена кровли и лифтов, устройство вентилируемого фасада, монтаж тепловых завес, капитальный ремонт выездной эстакады и др.).

Полностью выполнен капитальный ремонт пищеблока, патологоанатомического отделения.

В настоящее время ГКБ № 15 им. О. М. Филатова является одним из крупнейших медицинских центров Москвы. В его составе многопрофильный круглосуточный стационар с коечной мощностью свыше полутора тысяч коек, в том числе более 110 реанимационных коек и крупные родильные дома, лечебно-диагностические и вспомогательные службы, консультативно-диагностический центр, 15 женских консультаций. Руководит этим крупным комплексом доктор медицинских наук Валерий Иванович Вечорко.