Anlässlich des 40-jährigen Regierungsjubiläums von Kaiser Franz Joseph I. im Jahre 1888 widmete Fürstin Wilhelmine Montleart-Sachsen-Curland der Gemeinde Ottakring 300.000 Kronen zum Bau eines Spitals.
Zu diesem Zweck wurde an der Ecke des Flötzersteigs und der heutigen Montleartstraße ein Grundstück von 15.000 m2 erworben und 1890 mit dem Bau des Stammpavillons begonnen.
Im Jahre 1891 wurde die Anstalt mit einem Belegraum von 142 Betten eröffnet und vom Wiener Krankenanstaltenfonds übernommen. Da dieses Spital wegen seiner freien Lage am Abhang des Wienerwaldes für eine spätere Vergrößerung sehr geeignet war, wurden schon 1894 über Antrag des Statthalters Erich Graf Kielmansegg die anliegenden Grundstücke im Ausmaß von fast 200.000 m2 um den Betrag von rund 446.000 Kronen erworben.
Anlässlich des 50-jährigen Regierungsjubiläums von Kaiser Franz Joseph I. beschloss der Gemeinderat der Stadt Wien, zwei Millionen Kronen zur Errichtung eines Kinderspitals für Infektionskranke auf den Gründen des Wilhelminenspitals zu widmen. Das Gesundheits- bzw. Spitalswesen Wiens wurde, gerade auch in der Vergangenheit, immer wieder durch Stiftungen bedeutend gefördert.
Auch der Spitalskomplex des Wilhelminenspitals erfuhr im Laufe der Jahre weitere Vergrößerungen durch derartige Stiftungen. Die Georg-Kellermann-Stiftung, die Caroline-Riedl’sche-Kinderspital-Stiftung, die C.M.Frank’sche-Stiftung sind hierfür charakteristische Beispiele. So konnte die Stiftung des 1895 verstorbenen Wiener Bürgers Georg Kellermann für ein Kinderspital im Betrag von 600.000 Kronen dem Wieder Krankenanstaltenfonds einverleibt werden. Mit diesen Mitteln wurde nach Plänen des Landesbaurates Franz Berger ein dem Wilhelminenspital angegliedertes Kinderspital errichtet und im Jahr 1902 der Benützung übergeben.
1907/1908 erfuhr der Spitalskomplex (Wilhelminenspital, Kinderspital und Kellermann-Stiftung) eine weitere Vergrößerung in Form des sogenannten ‚Scharschmid-Pavillons‘. Durch die Baron-Scharschmid-Stiftung kamen 20 Betten für kranke Säuglinge hinzu.
Knapp vor Ausbruch des 1. Weltkrieges wurde mit einem Kapital von 3 Mio. Kronen die C.M.Frank’sche-Kinderspital-Stiftung des Wiener Bürgers C.M. Frank dem Wilhelminenspital zur Ergänzung und Ausgestaltung der in diesem Spital bestehenden Krankenfürsorgeeinrichtungen für Kinder angeschlossen. Zweck der noch im ausgehenden 19. Jahrhundert gegründeten Caroline-Riedl’sche-Kinderspitalstiftung war zunächst die ‚Aufnahme und Verpflegung erkrankter mittelloser Kinder‘.
Die 1939 aufgelöste Stiftung wurde 1956 wieder hergestellt; zum Verwaltungsorgan der Stiftung wurde die Magistratsabteilung 12 bestellt. 1977 wurde das Kinderspital der Stiftung im 9. Wiener Gemeindebezirk geschlossen, das Carolinen-Kinderspital verlegte seinen Standort in das Wilhelminenspital. Die Stiftungssatzungen betonen, dass ‚die Stiftungserträge der Nachfolgeabteilung im Wilhelminenspital zugute kommen sollen‘.
Zwischen 1910 und 1913 entstand nach Plänen von Otto Wagner der ‚Lupuspavillon‘. Die Bekämpfung des Lupus (Hauttuberkulose) wurde durch Prof. Dr. Eduard Lang eingeleitet und ausgebaut. An der Einfriedung des ganzen Komplexes wurde die monumentale Plastik ‚Opferwilligkeit‘ von L. Schadler angebracht.
Während des Ersten Weltkrieges entstanden auf dem Areal des Wilhelminenspitals Krankenhausbaracken (‚Barackenspital‘), die aus dem während des Krieges entstandenen ‚Kriegsspital Nr.1‘ hervorgingen. Diese Baracken wurden erst 1932 durch zwei große neue Pavillons ersetzt.
Die Krankenanstalt hatte durch die Ereignisse der Jahre 1939 bis 1945 relativ wenig gelitten, die entstandenen Schäden waren schon bald nach Kriegsende behoben.
Nach dem Zweiten Weltkrieg kam es zunächst 1953/54 zu einer ersten Erweiterung des Spitals. Im Zuge dieser Vergrößerung des Spitalskomplexes entstanden ein Schwesternheim und eine Schwesternschule.
Der Gemeinderat der Stadt Wien beschloss 1959 einen großzügigen Ausbau des Spitals, der in den folgenden Jahren realisiert wurde. Dieses Erweiterungsprogramm der beginnenden Sechzigerjahre sah u.a. folgende Neubauten vor: Einen medizinischen sowie einen chirurgischen Pavillon mit je 280 Betten und je vier Ambulanzen, ein Röntgeninstitut mit Isotopenambulatorium und einer Krankenstation sowie mit Kobaltbunker, eine Anstaltsapotheke, sowie ein weiteres Schwesternhaus und ein Direktions- und Verwaltungsgebäude mit angeschlossenem Speisesaal.
Zu diesem Zeitpunkt umfasste das Wilhelminenspital 1800 Betten.
Das Wilhelminenspital liegt im westlichen Teil von Wien auf einem Osthang; es wurde bewusst im Pavillonsystem errichtet. Bei der Erweiterung musste daher auf Grund der vorhandenen Gegebenheiten am Pavillonsystem festgehalten werden.
In den 90er-Jahren des 20. Jahrhunderts erfolgten weitere bauliche Erweiterungen. Hervorgehoben seien in diesem Zusammenhang der Ausbau des Onkologischen Zentrums, die Einbindung der ‚Kinderklinik Glanzing‘, die Errichtung eines neuen Betriebsgebäudes sowie einer Tiefgarage.