ในปัจจุบันโรงพยาบาลธรรมศาสตร์เฉลิมพระเกียรติมีศักยภาพในการให้บริการรักษาพยาบาลครบทุกสาขาบริการ มีจำนวนผู้ป่วยนอกและผู้ป่วยในที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง มีการรับส่งต่อผู้ป่วยจากสถานพยาบาลทั้งภายในและนอกเขตพื้นที่มารับการรักษาต่อในภาวะของโรคที่มีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้นจำนวน 2,500-3,000 คนต่อเดือน รองรับผู้ป่วยในได้ 574 เตียง ในอนาคตวางแผนจะขยายบริการผู้ป่วยในเป็นขนาด 700 เตียง เพื่อรองรับผู้รับบริการให้เพียงพอมากขึ้น แต่พบว่าสามารถรับ Refer ได้แค่เพียงร้อยละ 17-28 เพราะข้อจำกัดในจำนวนเตียงที่มีไม่เพียงพอ ทั้งนี้เพราะโรงพยาบาลธรรมศาสตร์เฉลิมพระเกียรติ เป็นศูนย์กลางการแพทย์แห่งเดียวที่รองรับผู้รับบริการในระดับภูมิภาค คือจากภาคเหนือตอนล่าง ภาคกลางตอนบน อีกทั้งมีการคมนาคมที่สะดวกรวดเร็ว จึงทำให้พื้นที่ใช้สอยในการรับบริการไม่เพียงพอ อีกทั้งการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างประชากรวัยสูงอายุที่เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง แบบแผนความเจ็บป่วยที่มีความรุนแรงซับซ้อนและเรื้อรัง การขยายตัวของสังคมเมือง การเปลี่ยนแปลงนโยบายของประเทศ โดยเฉพาะการขยายผลการจัดระบบบริการตามนโยบายหลักประกันสุขภาพถ้วนหน้าเต็มพื้นที่ทั่วประเทศ การเข้าสู่ประชาคมเศรษฐกิจอาเซียน นโยบายส่งเสริมการส่งออกบริการสุขภาพ โดยมุ่งให้ประเทศไทยเป็นศูนย์กลางการแพทย์ในภูมิภาคเอเชีย ส่งผลให้มีปริมาณความต้องการบริการสุขภาพเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน

คณะกรรมการบริหารโรงพยาบาลธรรมศาสตร์เฉลิมพระเกียรติ ได้เล็งเห็นถึงความจำเป็นที่จะบรรเทาปัญหาการขาดแคลนพื้นที่บริการและยกระดับการรักษาพยาบาลสู่การเป็นโรงพยาบาลมหาวิทยาลัยระดับตติยภูมิชั้นสูง (Super Tertiary) มุ่งสู่ศูนย์ความเป็นเลิศเฉพาะทาง (Excellence Center) เพื่อส่งเสริมให้ประชาชนได้รับบริการสาธารณสุขที่มีมาตรฐานอย่างทั่วถึงและมีประสิทธิภาพมุ่งเน้นประโยชน์สาธารณะเป็นหลัก พร้อมสร้างผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์และงานวิจัยเพื่อสุขภาพที่ดีของคนไทยอย่างยั่งยืน โดยสามารถรองรับ 4 พันธกิจหลักได้แก่ (1) ด้านการรักษาพยาบาล (2) ด้านการสร้างเสริมสุขภาพ (3) ด้านการวิจัย และ (4) ด้านการเรียนการสอน

จึงก่อให้เกิดโครงการก่อสร้างอาคารศูนย์การแพทย์ธรรมศาสตร์ โรงพยาบาลธรรมศาสตร์เฉลิมพระเกียรติขึ้น เพื่อยกระดับการรักษาพยาบาลที่คำนึงถึงผู้ป่วยเป็นศูนย์กลาง โดยจะเป็นสถานที่ที่ให้บริการตรวจรักษาผู้ป่วยนอกเพิ่มขึ้นเฉลี่ยวันละ 1,000-1,500 คน และรองรับผู้ป่วยในได้เพิ่มขึ้น 100-150 เตียง ดูแลรักษาพยาบาลกลุ่มเฉพาะโรค และส่งเสริมสุขภาพ รวมทั้งสร้างงานวิจัย นวัตกรรม และสนับสนุนงานด้านวิชาการ โดยโครงการนี้ดำเนินการภายใต้ยุทธศาสตร์ต่าง ๆ ของโรงพยาบาลธรรมศาสตร์เฉลิมพระเกียรติ โรงพยาบาลเพื่อประชาชน และเพื่อให้สอดคล้องกับพันธกิจใหม่โดยให้มีการออกแบบบูรณาการการจัดการในอาคารต่าง ๆ ทั้งหมดของโรงพยาบาลโดยรวมการใช้พื้นที่บริการในอาคารต่าง ๆ ของโรงพยาบาลที่มีอยู่ปัจจุบันกับอาคารศูนย์การแพทย์ฯให้เชื่อมโยงและใช้อุปกรณ์บางชนิดร่วมกันสำหรับพันธกิจที่หลากหลายเป็นลักษณะ Hospital Complexและได้พิจารณาปรับเปลี่ยนประมาณการค่าลงทุนเบื้องต้นสำหรับโครงการจะอยู่ในวงเงินงบประมาณ 2,300 ล้านบาท เป็นค่าก่อสร้างและตกแต่ง 1,800 ล้านบาทและค่าอุปกรณ์ทางการแพทย์ 500 ล้านบาทพร้อมทั้งได้มอบให้ประสานกับสำนักงบประมาณเพื่อขอรับการจัดสรรงบประมาณตามขั้นตอนต่อไป

โครงการก่อสร้างศูนย์การแพทย์ธรรมศาสตร์ สอดคล้องกับนโยบายของมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ แผนกลยุทธ์ ฉบับที่ 11 (พ.ศ.2555-2559) ฉบับทบทวนประจำปี งบประมาณ พ.ศ. 2556-2557

ประเด็นยุทธศาสตร์ที่ 5 : ปลูกฝังจิตวิญญาณธรรมศาสตร์ และทำนุบำรุงสังคม ประชาธิปไตยคุณธรรม ศิลปะ วัฒนธรรม ให้แก่ประชาชน และสังคมผ่านกิจกรรมในหลักสูตร กิจกรรมเสริมหลักสูตร และกิจกรรมบริการทางวิชาการแก่สังคมรวมถึงการให้บริการสุขภาพแบบองค์รวมแก่สังคมอย่างสม่ำเสมอ