本院器官移植始于20世纪50年代，是国内早期开展器官移植的医院之一，在省内一直居领先地位。20世纪50年代，我院就在省内率先开展了角膜移植。70年代初，开展了器官移植实验研究。1979年，我院成功完成湖南省第一例同种异体肾移植术；1985年，率先在省内开展肝脏移植手术，同年完成全省首例获长期存活的肾移植手术；1987年，成功开展了湖南省首例胰腺移植；1994年，完成亚洲首例异位肝移植获得存活，同年完成我国中南地区首例心脏移植。1995年在院领导的支持下，成立了湖南医科大学器官移植研究所，并进行了大量的临床教学和科研工作，承担多项卫生部科研课题。1997年，开展国内首例体外循环下单肺移植。

2004年9月，成立了湘雅医院器官移植中心。2005年率先在省内成功开展腹腔镜下活体亲属供肾切取移植手术。2006年，成立中南大学湘雅医院人体器官移植临床应用伦理委员会与学术委员会。2007年3月成功完成我国中南地区首例成人间亲属活体肝移植。2012成功开展首例儿童活体肝移植术。同年完成湖南省首例单孔腹腔镜活体供肾取肾手术。2017-2019年成功举办了三届全国范围内的肾移植临床病理论坛。2019年10月成功完成我院首例胰肾联合移植手术。

自2012年开始全面开展公民逝世后器官捐献工作，器官移植中心共完成供体捐献获取近350例，移植手术成功率及术后长期存活率均处于全国前列。我中心非常重视移植术后患者的随访及监测，在中国器官随访系统中随访质量稳居前列，这也是保证患者移植器官长期存活的关键之一。到目前为止，我院器官移植中心已成功完成包括肝移植、肾移植、心脏移植、肺移植和腹部联合器官移植在内的各项移植手术1200多例，并取得了良好的临床治疗效果。2020年初我院重新布局、整合了器官移植中心的技术力量，形成了以器官移植中心为主导，包括重症监护、麻醉、手术室、心胸外科、心内科、呼吸内科、消化内科、肝病中心、肾病中心、内分泌、普外科、小儿外科等多学科协作的联合工作团队，全面开展肝移植、肾移植、腹部联合器官移植、心肺移植、胰岛移植、小肠移植工作，为患者提供更加全面和优质的器官移植医疗服务。目前我中心编制床位40张，医护人员共30余人，其中教授2名，副主任医师1名，主治医生7名，副主任护师1名，主管护师9名。