Fondato nel 1257 sotto il Papa Alessandro IV, grazie all'azione del francescano e penitenziere apostolico Mansueto Tanganelli, l'ospedale pisano accorpava vari ospedali di chiese e conventi. Detto originariamente "Nuovo", "di Papa Alessandro" o "della Misericordia", assunse, in un secondo momento, il nome della vicina chiesa di Santa Chiara, e la sua amministrazione, resa autonoma, venne affidata ai frati agostiniani.

Tra il XIII e il XV secolo sono documentati 44 ospedali pisani. Tra questi, l'ospedale di San Vito, del Capitolo, di San Pietro in Vincoli, di San Zeno, di Santa Lucia dei Ricucchi, di San Matteo, di San Paolo a Ripa d'Arno, di San Sepolcro, dei lebbrosi di Stagno, di Santa Caterina, della Pace per i trovatelli, di San Francesco, per le donne povere, per i sacerdoti poveri, dei Marinai.

Nel periodo del Granducato mediceo l'Ospedale di Santa Chiara passò sotto la giurisdizione dell'Ospedale di Santa Maria Nuova di Firenze, per poi ritornare autonomo nel 1771. Notevoli furono gli ampliamenti sotto il governo di Pietro Leopoldo, così come lo sviluppo ottocentesco legato all'evoluzione delle scienze mediche e anatomiche nell'Università pisana.

Un antico ricettario cinquecentesco documenta l'esistenza di una spezieria. Dal secolo XVII, la farmacia era strettamente legata all'attività del Giardino dei Semplici e della sua Fonderia. Della sua storia oggi conserva solo un'insegna e alcuni vasi in ceramica appartenenti all'antica dotazione.