El Hospital Río Carrión fue inaugurada como Residencia Sanitaria Lorenzo Ramírez en julio de 1954. Se trata de una obra incluida en el Plan Nacional de Instalaciones Sanitarias, aprobado por el Ministerio de Trabajo en 1945 y que contemplaba una red de residencias sanitarias de nueva planta para las capitales de provincia y núcleos de población importantes y ambulatorios para los centros rurales, desarrollando los objetivos propuestos por la  Ley de 14 de diciembre de 1942 por la que se creaba el seguro obligatorio de enfermedad.

La construcción del edificio fue promovida por el Instituto Nacional de Previsión (INP) con capacidad para 100 camas, según el proyecto redactado por el arquitecto Eduardo Garay y Garay.

Con la creación del Instituto Nacional de la Salud (Insalud) en 1975 en sustitución de INP, pasa a denominarse Hospital Río Carrión y se integra en el Complejo Asistencial de Palencia para albergar el área de maternidad y puericultura. Junto con Reinaldo Ruiz, Alfonso Carares, que más tarde sería jefe de la oficina de proyectos del Insalud, diseñó esta intervención arquitectónica, que amplió la capacidad del hospital hasta casi cuatrocientas camas y fue inaugurada en 1985 por el ministro de Sanidad Ernest Lluch Martín.

En 2020 se amplió con la construcción de un nuevo bloque lineal para albergar las consultas externas. En los últimos años, la creciente demanda asistencial ha justificado la propuesta de una reforma integral del edificio existente. En 2023 se firmó el inicio de estas obras por parte de los estudios Tello Cardenal Arquitectos y Aidhos Arquitec, habiéndose iniciado únicamente la construcción del bloque técnico.