Campinas é reconhecida como um importante polo de saúde, com a presença de instituições renomadas e um histórico significativo na medicina. A Casa de Saúde de Campinas foi fundada em 1881 por mãos italianas e se chamava Circolo Italiani Uniti. O edifício projetado por Samuele Malfatti (pai da pintora Anita Malfatti) originalmente servia de escola para os filhos de imigrantes, além de ser uma Casa de Caridade e Centro Cultural. Em 1883, com o primeiro surto de febre amarela na cidade, o local passou a ser um importante posto de atendimento. No ano seguinte, o prédio foi ampliado, com a construção de um hospital e uma escola. A febre amarela voltou a devastar a cidade em 1889 e 1897, momentos em que a escola suspendia as aulas e as salas se transformavam em enfermarias. Com a gripe espanhola de 1918, o edifício foi transformado de vez em hospital.
Dois hospitais ligados às faculdades de medicina – o Celso Pierro, da PUC, e o Hospital das Clínicas, da Unicamp – garantem atendimento à população, sendo referência sobretudo em situações de emergência, e atraem residentes de Medicina de todo o país.
O Instituto Penido Burnier, fundado em 1926, é outra unidade de saúde que se destaca por sua contribuição nas áreas de educação e pesquisa. O centro oftalmológico oferece programas de residência e especialização, e realiza pesquisas científicas e estudos clínicos, contribuindo para a ciência oftalmológica.

Fundado por um grupo de voluntários, o Centro Infantil Boldrini representa um modelo de instituição que alia excelência médica, pesquisa científica, educação e compromisso social, oferecendo esperança e cura para milhares de famílias no tratamento de crianças com câncer e doenças do sangue.
Em 2021, a Organização Mundial da Saúde (OMS) citou a atuação humanizada do Serviço de Saúde Cândido Ferreira e levou Campinas ser apontada como modelo no tratamento da saúde mental. Os atendimentos ocorrem em Centros de Atenção Psicossocial (CAPS) e em Centros de Convivência (CECOs) espalhados pelo município, e são substitutivos ao modelo asilar. A integração com a sociedade tem seu ponto alto no Carnaval, quando pacientes e profissionais desfilam com o bloco “Unidos do Candinho” pelas ruas do distrito de Sousas, como uma forma de combater o estigma do transtorno mental.