Il Centro medico di San Patrignano è nato dalla necessità di affiancare a terapie d'avanguardia l'affetto, il sostegno e la solidarietà propri di una dimensione familiare. È infatti dimostrato che numerose patologie - in particolare l'infezione da Hiv - sono influenzate positivamente da un approccio empatico e dalla solidarietà delle persone che circondano il malato.

La struttura sanitaria di San Patrignano si sviluppa su tre piani. Sotto, il poliambulatorio, cui fanno riferimento fin dal giorno dell'ingresso tutti i ragazzi della comunità. Ogni persona viene visitata da un équipe medica nel giorno del suo ingresso e tenuta sotto monitoraggio per la durata della sua permanenza in comunità. Un archivio informatico ospita le cartelle sanitarie di tutti i ragazzi che sono passati da San Patrignano. Il database, realizzato nel 1985 ed aggiornato scrupolosamente nel corso degli anni, rappresenta per la qualità e la quantità dei dati scientifici la più importante banca dati del mondo sull'andamento delle principali malattie correlate alla tossicodipendenza. Tre medici residenti in comunità e numerosi consulenti si alternano durante l'arco della settimana per le visite cliniche e gli esami specialistici, che si svolgono nel poliambulatorio situato al primo piano della struttura. A piano terra risiedono i servizi (cucina, lavanderia etc.), il laboratorio di analisi e un centro di fisioterapia con palestra per la rieducazione motoria.

I due piani superiori sono occupati da una casa alloggio dotata di 50 posti letto, specializzata nella cura delle malattie infettive e dell'Aids in particolare.
Questo settore opera in convenzione con il Servizio Sanitario Nazionale accogliendo non solo pazienti della comunità ma anche persone inviate dalle strutture pubbliche. Medici ed infermieri sono affiancati da volontari di San Patrignano che offrono un servizio di assistenza individuale 24 ore su 24 alleviando i disagi e le sofferenze di ogni malato.

Tutte le spese che esulano dalle competenze del servizio pubblico sono sostenute dalla comunità.