Kelmės apskrities ligoninė, turėjusi 75 lovas, pradėjo veikti 1948 m. rugsėjo-spalio mėn. Pagryžuvyje (14 km nuo Kelmės).
Po 1950 m. liepos mėnesio administracinio LTSR pertvarkymo ligoninė perkelta į Kelmę, privačius namus, kuriuose buvo atidarytas 15 lovų stacionaras. Ligoninei vadovavo vyriausiasis gydytojas Jonas Butkus, joje dirbo 6 gydytojai. Tai ir buvo Kelmės centrinės ligoninės užuomazga.
Ši ligoninė buvo plečiama labai iš lėto, nes trūko patalpų, darbuotojų. 1951 m. ji turėjo apie 25 lovas, o 1952 m. – apie 50 lovų. 1951 m. Kelmės ligoninė gavo I-ąjį rentgeno aparatą. Tais pačiais metais pagal paskyrimą atvyko dirbti pirmasis chirurgas Otonas Butrimas. Vadovaujant vyriausiajam gydytojui Jonui Butkui, ligoninė buvo plečiama ir gavus buvusio LKP komiteto patalpas bei atitinkamai jas pritaikius 1957 m. turėjo jau 75 lovas.

Tuo pat metu buvo pradėtos atlikti ir kai kurios operacijos.

1957 m. vyriausiajam gydytojui Jonui Butkui rūpinantis buvo patvirtintas naujos ligoninės projektas. Tais pačiais metais vyriausiojo gydytojo pareigas pradėjo eiti gydytojas Eduardas Selelionis, tuomet žinomas poetas.

1960 m. Kelmės ligoninė praplėsta iki 100 lovų. Joje buvo Vaikų, Akušerijos-ginekologijos, Terapijos ir Chirurgijos skyriai.

1963 m. ligoninė persikėlė į naujai pastatytas patalpas ir turėjo 175 lovas.

Po 5-erių metų (1968 m.) Kelmės centrinė ligoninė turėjo jau 200 lovų.

1974 m. pradėjo veikti naujas korpusas ir ligoninėje vienu metu galėjo gulėti ir gydytis iki 280 ligonių.

1984 m. birželio 1 d. įkurtas 15 lovų Nervų ligų skyrius, kurio įsteigimą inicijavo ir vėliau jam vadovavo gydytojas-neurologas Kazimieras Norkus.

1996 m. Lietuvos Respublikoje prasidėjus sveikatos apsaugos sistemos reformai Kelmės centrinės ligoninės padaliniai atskiriami į pirminę ir antrinę sveikatos grandis. Kelmės centrinė ligoninė, turėdama 210 lovų stacionarą ir polikliniką, kurioje dirbo gydytojai konsultantai, nuo 1996 m. pradėjo teikti II-o lygio ambulatorinę bei stacionarinę pagalbą. Tuo metu ligoninėje veikė Vidaus ligų, Vaikų ligų, Chirurgijos-traumatologijos, Nervų ligų, Akušerijos-ginekologijos skyriai.
Tęsiantis sveikatos apsaugos sistemos reformai ir mažėjant gimstamumui, tiek Lietuvoje, tiek Kelmės rajone, nuo 2007 m. spalio 1 d. Akušerijos-ginekologijos skyrius reorganizuojamas: ginekologines paslaugos teikiamos ir ligoniai guldomi į Chirurgijos – traumatologijos skyrių, o akušerinės paslaugos stacionare nebeteikiamos.
Nuo 2008 m. lapkričio mėn. 1 d. veikia naujas 40 lovų Slaugos ir palaikomojo gydymo skyrius.
2009 m. gegužės mėn. pradėtos teikti ambulatorinės reabilitacijos paslaugos.
Nuo 2010 m. vasario mėn. ligoninėje pradėjo veikti vaikų raidos sutrikimų ankstyvosios reabilitacijos tarnyba.

Nuo 2004 metų VšĮ Kelmės ligoninės pastatai ir patalpos pradedami rekonstruoti ir remontuoti.
Kelmės ligoninei vadovavę gydytojai:
Vyriausiasis gydytojas Jonas Butkus – 1949 m. – 1957 m.
Vyriausiasis gydytojas Eduardas Selelionis – 1957 m. – 1961 m.
Vyriausiasis gydytojas Bronius Kisielius – 1961 m. – 1966 m.
Vyriausiasis gydytojas Juozas Kalina – 1966 m. – 1977 m.
Vyriausiasis gydytojas Vladas Stabrauskas – 1977 m. – 1982 m.
Vyriausiasis gydytojas Aleksandras Skeberdis – 1982 m. – 1985 m.
Vyriausiasis gydytojas Algimantas-Vladislavas Užuotas – 1985 m. – 1996 m.
Vyriausiasis gydytojas Rimtautas Kavaliauskas – 1996 m. – 2004.12.31, nuo 2005.01.01 pakeistas pareigybės pavadinimas direktorius, kuriose dirbo iki 2013.06.30.
Direktorė Benina Petrošiutė – nuo 2013.07.01. iki 2020.10.16.
Direktorė Edita Brazienė – nuo 2020.10.19.