Attualmente è l'unica struttura ospedaliera dell'Alta Valle del Tevere toscana e si rivolge a un bacino di utenza di 31.500 residenti nel territorio, più altri 80.000 circa residenti nelle vicine Umbria, Marche ed Emilia-Romagna. Insieme agli ospedali di Bibbiena e di Cortona costituisce uno dei tre stabilimenti ospedalieri del presidio ospedaliero numero 3 dell'Azienda sanitaria locale della provincia di Arezzo. Nel 2009 l'Ospedale di Sansepolcro è stato interamente cablato ed è stato riammodernato il pronto soccorso, che nel 2015 ha ottenuto il maggior punteggio nella graduatoria di Management e Sanità tra gli ospedali della Toscana. Successivamente hanno avuto inizio i lavori di ammodernamento delle sale operatorie, al punto che l'ospedale è stato definito dal presidente dell'UNCEM, Oreste Giurlani, "un ospedale che sta diventando un modello, efficiente ed accreditato e che da' risposte ai cittadini, un fiore all'occhiello non solo dell'intera valle ma dell'intera regione". Nel giugno 2014 l'ospedale di Sansepolcro è stato denominato "ospedale della Valtiberina". Nel 2014, inoltre, l'ospedale ha conseguito un significativo primato europeo, dal momento che vi è stato collocato il sistema RIO, una piattaforma robotica ad alta tecnologia per la chirurgia protesica in ortopedia (primo servizio di tal genere in un'azione pubblica in Europa).