Secara historis Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD) Bumiayu pada mulanya merupakan sebuah Puskesmas. Latar belakang rencana mewujudkan RSUD Bumiayu sebenarnya lahir dari keprihatinan terhadap masyarakat Brebes selatan terhadap akses layanan umum. Pusat pemerintahan Kabupaten Brebes yang berada di wilayah utara, membuat warga Brebes di wilayah selatan relatif sulit dalam mengakses beberapa kebutuhan dasar. Hampir semua layanan publik terkonsentrasi di pusat pemerintahan yang berada di wilayah utara. Tidak terkecuali untuk pusat pelayanan kesehatan rujukan. RSUD Brebes juga berada di pusat pemerintahan. Tidak mengherankan jika warga Brebes bagian selatan lebih mengenal Rumah Sakit Margono Soekaryo Purwokerto, RSUD Banyumas dan RSUD Brebes.
Wakil Bupati Brebes, H. Agung Widyantoro, S.H., M.Si., telah meresmikan Gedung Bangunan Utama I Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD) Bumiayu 13 Juni 2011. Sebuah proses yang sangat panjang untuk lebih melayani masyarakat. Rencananya RSUD Bumiayu dibangun melalui beberapa tahapan, dimulai pada tahun 2008. Pembangunan RSUD Bumiayu Tahap I yaitu Pembangunan Bangsal Rawat Inap 2 lantai seluas ± 1.566 m2 , dengan kapasitas Tempat Tidur (TT) sebanyak 64 TT pada tahun 2009.
Pendirian Rumah Sakit Umum Daerah (RSUD) Bumiayu berdasarkan Peraturan Bupati No. 22 Tahun 2011, maka Unit Rawat Inap Puskesmas Bumiayu ditingkatkan statusnya menjadi RSUD Bumiayu.Lalu pada tanggal 5 Oktober 2011, Bupati Brebes melantik drg.Rozikin sebagai Direktur RSUD Bumiayu yang pertama.
Pembangunan RSUD Bumiayu Tahap II yaitu Pembangunan Bangunan Utama 2 lantai seluas ± 1.440 m2, yang akan digunakan sebagai poliklinik, apotek, laboratorium (lantai 1), administrasi dan pengelola (lantai 2). Pada tahun 2012 dibangun Ruang UGD, Ruang Rontgen dan Ruang Operasi ± 1.928,5 m2.
Tepat Pada tanggal 18 Februari 2013 Bupati Brebes Ibu Idza Priyanti, SE melantik beberapa pejabat struktural sebagai berikut :
Direktur : drg. Rozikin, MM
Kasubag Tata Usaha : Wijayanto, SKM
Kasie. Pelayanan : dr. Dedy Iskandar Z
Kasie. Keperawatan : Sumarno, S.Kep
Tahun 2013 dibangun Ruang Rawat Inap 2 lantai (VIP dan Ruang Bersalin) Pagar Depan, Pos Jaga, dengan luas total ± 2.137 m2. Pada tahun 2014 dibangun Ruang ICCU, Kamar Jenazah, Garasi Kendaraan dinas, pavingisasi halaman RSUD Bumiayu agar akses lebih lancar yang paling penting lagi adalah terwujudnya pembangunan IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah) yang telah diatur dengan tegas melalui Undang-undang Republik Indonesia Nomor 44 Tahun 2009 Pasal 11 tentang Rumah Sakit, bahwa prasarana rumah sakit yang harus dipenuhi di antaranya instalasi pengelolaan limbah.