Après la destruction des bâtiments de l'Hôtel-Dieu annexe en 1879, l'administration de l'Assistance publique choisit l'ancien poste caserne du bastion 39 situé sur les fortifications du 18e arrondissement de Paris, pour redistribuer les lits supprimés. Doté de pavillons supplémentaires, le bastion reçoit le nom d'hôpital Bichat en octobre 1881, en mémoire du médecin et physiologiste Xavier Bichat (1771-1802), et ouvre le 1er décembre 1882. À la fois polyvalent et spécialisé, l'établissement est transformé à l'été 1907 en service temporaire comprenant plus de 120 lits d'enfants atteints de scarlatine. L'hôpital connait des travaux d'agrandissement de 1928 à 1940, se dotant alors de deux pavillons de médecine générale et d'un pavillon de chirurgie, ainsi que d'une maternité. Enfin, les travaux de modernisation en 1976-1980 amènent à l'ouverture de ce qui a été appelé le "nouveau Bichat".
L'hôpital temporaire d'Aubervilliers, situé le long des fortifications au nord de Paris, ouvre pour sa part le 20 novembre 1884 et se destine au traitement des convalescents du choléra. L'épidémie ralentissant l'hôpital ferme en 1887 pour assainissement puis reprend son activité d'accueil et d'isolement des malades contagieux des hôpitaux parisiens atteints de variole, de rougeole, de scarlatine, d'érysipèle ou de diphtérie. Le 12 juillet 1904, les baraquements temporaires sont abandonnés et, par mesure sanitaire, incendiés. Un nouvel établissement est reconstruit au même emplacement, d'après les plans de l'architecte François Renaud, et il reçoit la dénomination d'hôpital Claude-Bernard. Son inauguration a lieu le 30 novembre 1905 en présence du président de la République Émile Loubet et du directeur de l'Assistance publique, Gustave Mesureur. L'hôpital conserve sa vocation de soin des pathologies infectieuses contagieuses et se spécialise dans le traitement des maladies tropicales. En 1954, ouvre à l'hôpital Claude-Bernard, le premier service français de réanimation respiratoire dont les succès lui offrent une reconnaissance du monde médical international.
En 1970, consciente de la vétusté des locaux de l'hôpital Claude-Bernard, l'Assistance publique opte pour son rattachement administratif à l'hôpital Bichat et son transfert est justifié par l'utilisation immédiate du plateau technique de Bichat. La reconstruction s'opère à proximité de l'hôpital Bichat. Cependant, tous les services ne déménagent pas en même temps : les premiers services arrivent en 1987 et les derniers en 1989. Les deux établissements forment ainsi le groupe hospitalier Bichat - Claude-Bernard, toujours réputé pour sa prise en charge des patients atteints de maladies tropicales ainsi que pour son centre de cardiologie. Il est également l'un des plus grands centres d'accueil d'urgences adultes au sein de l'AP-HP.
