Huvudbyggnaden ritades av Charles Barry, som senare var arkitekt för parlamentets hus, och kallas fortfarande Barry Building. Grundstenen lades av earlen av Egremont den 16 mars 1826, och sjukhuset invigdes som Sussex County Hospital den 11 juni 1828. Victoria Wing tillkom 1839 och Adelaide Wing öppnades 1841. Sussex County Hospital blev Royal Sussex County Hospital omkring 1911.
På nyårsdagen 1872 bröt en brand ut på översta våningen i sjukhusets Adelaide Wing, på avdelning 6. Till en början hotade branden att förstöra byggnaden, men frivilliga brandmän och en avdelning av 19th Hussars räddade byggnaden.
Sjukhuset kompletterades med Jubilee Building 1887 och Sussex Eye Hospital (en av den lokala arkitekten John Leopold Denmans många nygeorgianska byggnader) invigdes 1935.
I oktober 1984, efter att den provisoriska IRA bombade Grand Hotel där regeringsmedlemmar bodde under det konservativa partiets årskonferens, tog sjukhuset emot många av de skadade.
Under 2005 visades i ett avsnitt av BBC:s undersökningsprogram Panorama hemligt filmat material som tagits av en sjuksköterska och en undercoverjournalist. Programmet lyfte fram allvarliga brister i standarden för vård och förfaranden och visade scener som av chefen för Brighton and Sussex University Hospitals NHS Trust, som ansvarar för sjukhuset, beskrevs som ”mycket störande bilder”.
Millenniumbyggnaden färdigställdes år 2000 och Audrey Emerton-byggnaden, som byggdes för att hysa kliniska läkarstudenter från Brighton and Sussex Medical School, invigdes av baronessan Emerton år 2005. År 2009 fanns det ett förslag om att riva Barry- och Jubilee-byggnaderna som en del av en ombyggnadsplan på 300 miljoner pund. Den 1 maj 2014 godkändes 420 miljoner pund i offentliga investeringar för ombyggnadsarbeten som inleddes i slutet av 2014 och förväntas pågå till 2024.