Le 12 décembre 1913, le président Raymond Poincaré inaugure l'hospice Paul-Brousse à Villejuif. L'hospice départemental se destine alors à l'accueil de vieillards, d'infirmes et d'incurables. Médecin chef de l'hospice, le professeur Gustave Roussy y développe une activité importante dans le domaine du cancer. En 1919, il ouvre la première consultation de médecine oncologique en France, accessible aux patients externes. En mars 1942, le groupe hospitalier Paul-Brousse est constitué, par la réunion de l'hospice et de deux autres structures : l'Institut du cancer Gustave-Roussy et la maison de retraite Émile-Deslandes. L'année 1962 marque un tournant, avec le rattachement de l'hôpital à l'Assistance publique, l'Institut Gustave-Roussy devenant un centre anti-cancéreux autonome.

L'activité médicale de l'hôpital Paul-Brousse se caractérise alors par sa dualité. Outre ses services de médecine, de chirurgie, de cancérologie et de psychiatrie, l'établissement acquiert une réputation nationale, voire internationale, dans certains domaines de spécialités, notamment en matière de transplantations. Ainsi :

Dans les années 1970-1980, l'établissement fait l'objet d'un vaste programme de modernisation afin, tout d'abord, d'améliorer les conditions d'hébergement et de soins des patients hospitalisés en long séjour. Une première unité de soins normalisés (USN) est mise en service en 1978 dans le pavillon Maurice-Deparis. En 1982, c'est au tour du pavillon Fred-Siguier d'ouvrir, avec une double orientation : cancérologie et hématologie. L'ouverture du pavillon Jacques-Delarue, en 1985, signe la disparition des salles communes dans les services de gérontologie.
La décennie 1990 est marquée par la création de la première unité de soins palliatifs à l'AP-HP (1990) à l'initiative des docteurs Sebag-Lanoë et Salamagne, ainsi que par la création d'une unité d'infectiologie (1992) et l'ouverture du centre hépato-biliaire (1993).
Début 2000, on assiste à l'ouverture d'un centre d'addictologie et d'un centre d'évaluation gérontologique prenant en charge les patients atteints de troubles de la mémoire et d'Alzheimer. Le 18 septembre 2009, la 2 500e greffe hépatique est célébrée, en présence du président de la République Nicolas Sarkozy, de Roselyne Bachelot, ministre de la Santé et des sports et de Valérie Pécresse, ministre de la Recherche et de l'enseignement supérieur.

Les photographies décrites ici représentent l'hôpital entre 1965 et 2000. On y voit principalement les différents bâtiments et services spécialisés, ainsi que le personnel de l'hôpital dans le cadre de ses activités. Les prises de vue ont été réalisées par le Centre de l'image dans les années 1960-1980, puis par les photographes de la direction de la communication, certaines à partir d'un document plus ancien. Lorsque la date du document d'origine est connue, elle a été indiquée dans la description de l'image.