Hastanemizin temeli 7 Ağustos 1990 tarihinde atılmıştır. 2188   m2 taban üzerine 11028 metre kapalı alan olarak   planlanan inşaat Eylül 1990 tarihinde başlatılmıştır.

Plana göre bodrum, zemin,1.inci,2.inci,3.üncü,4.üncü  katlar ve bu katlarda toplam 251 oda mevcuttur.

Hastanemiz inşaatı 1993 yılı sonlarında tamamlanmıştır. 13 Ekim 1993 tarih ve 7837 sayılı Bakanlık onayı alınarak Hastanemiz 200 kadro yataklı müstakil “Sağlık Bakanlığı Ali Osman Sönmez Onkoloji Hastanesi” olarak hizmete açılması uygun görülmüştür.

Hastanemiz Bursa’mızın değerli iş adamlarından, Bursa Milletvekili merhum Ali Osman Sönmez tarafından inşa ettirilerek Sağlık Bakanlığı’nın hizmetine bağış olarak verilmiştir.

Bursa Ali Osman Sönmez Onkoloji Hastanesi 1995 yılından beri yalnızca Bursa’ daki hastalara değil ayrıca Eskişehir, Kütahya, Balıkesir, Denizli, Çanakkale, Bilecik gibi çevre illerden gelen kanserli hastalara da hizmet veren bir bölge hastanesidir. Bunun yanında diğer branşlarda da hizmetlerimiz sürmektedir.

Sağlık Bakanlığına bağlı bir devlet hastanesi olma özelliğinden dolayı tüm Yeşil Kart, Bağkur, Emekli Sandığı, Resmi Evraklı hastaların yanı sıra, Bursa’daki ve bölgedeki Radyasyon Onkolojisi ve Medikal Onkoloji Kliniği bulunmayan diğer hastanelerden gelen hastalara hizmet vermektedir. Bunun yanında turist hasta kabulü de Bakanlığımızın 2011/41 Sayılı Genelgesi gereği yapılmaktadır.

Hastanemiz 24 saat sağlık hizmeti vermekte olup, poliklinik hizmetleri 08:00-16:00 arası acil hizmeti 24 saat, klinikler 24 saat, tetkik ünitelerimiz 24 saat olmak üzere hizmet çalışmalarını sürdürmektedir.
Hastanemizde yoğunlaşan ve gittikçe artan hasta sayısı nedeniyle ana bina yeterli olmadığından Ümran Sönmez Onkoloji Kliniği hizmete girmiştir.
Ümran Sönmez Onkoloji Kliniğinin olduğu Teras Otel Binası ilk olarak Bursa İl Özel İdaresi tarafından A.O.S. Onkoloji Hastanesine bağış olarak verilmiş, daha sonra Bursa Kanserle Savaş Derneği tarafından hayırsever vatandaşlarımızdan toplanan bağışlarla kısa sürede tadilatı tamamlanıp Ümran Sönmez Onkoloji Kliniği olarak hizmete açılmıştır. Maddi ve manevi desteklerinden dolayı Ümran Sönmez Hanımın ismi kliniğimize verilmiştir. Burada 56 yataklı Medikal Onkoloji Kliniği,55 kemoterapi koltuğu içeren Ayaktan Kemoterapi Ünitesi, Evde Bakım Hizmetleri Polikliniği yer almaktadır.
Hastanemizde Lineer Acceleratör Radyoterapi cihazında komformal, IMRT radyoterapi teknikleri ile hastalarımız tedaviye alınmaktadır. 2010 yılında kurulan Tomoterapi cihazı ile günümüz Radyoterapi teknikleri olan IMRT, IGRT ve adaptif  radyoterapinin hepsi aynı anda yapılabilmektedir. Tomoterapi Cihazıyla 2 cm boyutundaki tümörlerden tüm vücut ışınlamasına kadar her türlü tümör tedavi edilebilmektedir. Bilgisayarlı tomografi cihazına yerleştirilmiş Lineer Acceleratör cihazı ile ışınlanması gereken hedef tümör volümüne en yüksek ışın verilmekte, çevresindeki normal dokular en iyi şeklide korunabilmektedir.