Bệnh viện vinh dự được Đảng, Nhà nước, QUTW, Bộ Quốc phòng trang bị các trang thiết bị tương đối đầy đủ, đồng bộ, hiện đại phục vụ chẩn đoán, điều trị; số lượng bệnh nhân đến khám và điều trị ngày càng cao với đầy đủ các mặt bệnh - đa số đều là bệnh nặng, vượt khả năng điều trị ở tuyến dưới. Bên cạnh việc hoàn thành tốt chuyên môn, Đảng ủy, Ban Giám đốc Bệnh viện luôn nhận thức rõ vai trò, tầm quan trọng của công tác Đối ngoại Quốc phòng và Hợp tác quốc tế trong quá trình hội nhập quốc tế và toàn cầu hóa, tận dụng tối đa các điều kiện thuận lợi để nâng cao trình độ chuyên môn kỹ thuật, đáp ứng cho việc chuyên khoa hoá trong từng lĩnh vực chuyên môn, tối ưu hóa chất lượng điều trị và hiệu quả chăm sóc người bệnh.
Hợp tác quốc tế giữ vai trò quan trọng trong tăng cường lòng tin chiến lược, duy trì môi trường hòa bình, hợp tác cùng phát triển, củng cố thế trận quốc phòng - an ninh, tạo thành một thể thống nhất trong chiến lược đối ngoại của Quốc gia. Trong những năm qua, Bộ Quốc phòng đã chỉ đạo chặt chẽ các đơn vị toàn quân thực hiện có trọng tâm, trọng điểm các hoạt động Đối ngoại quốc phòng, Hợp tác quốc tế và đã đạt được những kết quả quan trọng, đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ quốc phòng an ninh trong tình hình mới. Hòa chung với tiến trình đó, ngành Quân y nói chung và Bệnh viện TWQĐ 108 nói riêng không ngừng hội nhập, tiếp cận với những thành tựu y học của các nước tiên tiến trên thế giới, tích cực giao lưu, học hỏi, trao đổi kinh nghiệm trong lĩnh vực y học, nhất là lĩnh vực y học quân sự.
Tính đến năm 2017, Bệnh viện đã mở rộng quan hệ hợp tác quốc tế với trên 40 quốc gia và vùng lãnh thổ trên khắp 05 Châu lục, ký biên bản ghi nhớ hợp tác với trên 30 đối tác là các Bệnh viện hàng đầu, Trung tâm, Viện nghiên cứu danh tiếng và các tổ chức phẫu thuật nhân đạo trên toàn cầu. Triển khai thực hiện hiệu quả các dự án, đề tài nghiên cứu khoa học hợp tác theo Nghị định thư, nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng đa Trung tâm. Từ năm 2015 - 2018 được phép của Thủ trưởng Bộ Quốc phòng và các cơ quan chức năng, Bệnh viện đã cử 637 đoàn ra với 866 cán bộ, nhân viên đi nghiên cứu, tập huấn tại các nước trên thế giới; tiếp đón 298 đoàn vào với 980 chuyên gia nước ngoài đến Bệnh viện để trao đổi hợp tác chuyên môn, tham dự hội nghị khoa học, học tập, hoạt động nhân đạo cũng như lắp đặt, bảo trì trang thiết bị y tế. Tất cả hoạt động này đều thực hiện đúng quy định đối ngoại quân sự của Bộ Quốc phòng.
Chỉ tính riêng 6 tháng đầu năm 2018, Bệnh viện đã ký biên bản ghi nhớ hợp tác với 05 Trung tâm y tế, tiếp đón 50 đoàn khách quốc tế tới thăm và làm việc, thành lập Trung tâm Nghiên cứu y học Việt - Đức (hợp tác với Trường Đại học Tubingen - CHLB Đức).
Khai trương Trung tâm Nghiên cứu y học Việt - Đức tại Bệnh viện Trung ương Quân đội 108
Bệnh viện đã triển khai hợp tác với Tổ chức Operation Walk trong 7 năm, đã phẫu thuật cho khoảng 300 bệnh nhân, hợp tác với Tổ chức Operation Smile gần 20 năm và đã phẫu thuật được cho hơn 1000 bệnh nhân. Bước đầu triển khai hợp tác với Tổ chức phẫu thuật sọ mặt (Facing The World) của Vương Quốc Anh, dự kiến sẽ xây dựng một Trung tâm phẫu thuật sọ mặt tại Bệnh viện TWQĐ 108 với sự hỗ trợ về chuyên môn kỹ thuật và trang thiết bị từ tổ chức phẫu thuật sọ mặt (Facing The World).
Bệnh viện tiếp đón đoàn công tác của Tổ chức phẫu thuật sọ mặt Facing The World
Bệnh viện đã tổ chức thành công 10 Hội nghị, Hội thảo khoa học với sự tham gia của các chuyên gia đến từ các nước có nền y học tiên tiến trên thế giới, có thể kể tới Hội nghị Ung thư Việt Nam - Hoa Kỳ, Hội nghị về Y học hạt nhân với Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), Hội nghị Quân y Lào - Việt lần thứ 5... Trong hơn 3 năm, nhờ sự tích cực cũng như tâm huyết của đội ngũ thầy thuốc, y bác sỹ, Bệnh viện có 48 bài báo được đăng trên các tạp chí khoa học uy tín trên thế giới với hệ số trích dẫn cao, tiêu biểu trong thành tích nghiên cứu khoa học phải nhắc đến Cụm công trình "Nghiên cứu ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong chẩn đoán và điều trị ung thư gan nguyên phát và một số bệnh lý tiêu hóa, gan mật" do Trung tướng GS.TS Mai Hồng Bàng làm chủ nhiệm đã được Đảng, Nhà nước trao tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về KH&CN.
Qua các hoạt động trên, vị thế của Bệnh viện ngày càng được khẳng định. Nhờ có sự mở rộng hợp tác quốc tế, Bệnh viện đã có bước phát triển ở một số lĩnh vực, tranh thủ được sự hỗ trợ về đào tạo và trang bị phòng thí nghiệm phục vụ cho nghiên cứu, phòng chống dịch bệnh và ứng dụng trong điều trị.