进入21世纪，珠江医院在党中央、解放军总后勤部和第一军医大学的领导下，以邓小平理论、“三个代表”重要思想和军委新时期军事战略方针为指导，积极探索改革和发展道路。医院在提升医教研质量的同时，更加注重医院文化内涵建设和社会责任的担当。

珠江医院积极开展学习实践“三个代表”重要思想、保持共产党员先进性教育活动和党的“十六大”精神理论学习，思政建设在落实“两个提供”中充分发挥保证作用，持续加强了党支部为核心的基层建设。

医院重点打造了移植、微创、介入、生殖医学、免疫、多能干细胞移植技术六大平台，与空军广州管制中心、广东省通用航空公司联合成立航空医疗救护中心，成为国内首家成立航空医疗救护中心的医院。此外，医院还加强了信息网络建设，“军卫一号”信息系统正式启用。

医院深化了教学改革，建成了“教学数码港”，创新了“以问题为中心、以症状为主线”的教学模式；成功完成了野战教学任务。科研工作紧跟前沿，抢占制高，召开了首届科学技术大会，总结了“九五”以来的科研工作，国家“863”计划、“十五”重大攻关、国家自然科学基金等高等级科研项目取得突破。

舒斯云教授主持的“脑纹状体边缘区研究”被评为军队科技进步奖一等奖、2001年中国医药科技十大新闻。2002年，《中华神经医学杂志》正式创刊。

2003年，非典型肺炎SARS在全球爆发，珠江医院成立了非典型肺炎收治专病区，积极开展抗击非典工作，先后收治非典病例42例，高度怀疑病例9例，治愈37例，明确诊断疑似病例870余例，圆满完成了上级赋予的非典型肺炎防治任务。

医院中心实验室车小燕研究员带领科研团队研制出全球首个SARS检测试剂盒，为非典防控争取了宝贵的时间，为有效控制非典蔓延做出了卓越贡献。