Le più importanti evoluzioni della struttura iniziarono dopo la seconda guerra mondiale con la redazione di un piano di riorganizzazione generale dei nosocomi: nel 1956 il San Bortolo fu classificato come "ospedale di prima categoria" e nel 1964 diventò "ospedale regionale", con una decina di reparti ad alta specializzazione. A metà degli anni sessanta fu dato l'avvio alla costruzione di nuove e moderne strutture: il "monoblocco" nel 1966, il "terzo lotto" nel 1974, il "quarto lotto" nel 1976.