医院的渊源最早可以追溯到温州医学院（温州医科大学前身）眼科光学研究室，由发明对数视力表的著名眼科学专家缪天荣教授1978年9月创立。当年10月招收的首批眼科光学研究生开学，首批研究生是王光霁、施明光、缪晓平、张剑、缪佩芬。

1988年，温州医科大学首创眼视光医学专业，将经典眼科学和现代视光学有机整合，被国际学术界誉为眼视光学高等教育的“中国温州模式”。

从1993年开始，温州医科大学设立了5年制眼视光医学专业，首次在全国培养眼视光学执业医师，也首次把视光学与眼科学有机地结合在一起。现在很多欧美国家，视光学和眼科学还是两个不同的专科，需要分别考两个不同的执照，开不同的诊所。一旦涉及到需要用视光学和眼科学综合考虑的问题时，他们往往就需要更多转诊和沟通。在温州医科大学考察时，老外们总是很惊奇，都说没有想到在小小的温州居然有这么先进的办学理念。

现在，他们的视光学专业学制有3年专科、5年本科、7年本硕连读等，形成了较为完整的眼视光学高等教育体系。

从1993年到2014年，全国仅温州医科大学开设视光学专业。毛欣杰告诉记者，每次出去参加全国性的视光学学术会议，碰到更多的是温州医科大学出来的学弟学妹。直到2015年，全国增加了5所招收眼视光医学专业的高校，这个寂寞了22年的专业才迎来了更多的同行。

2009年，经浙江省卫生厅批准增挂“浙江省眼科医院”院名。

作为我国眼视光高等教育的引领者，温州医科大学首创眼视光医学专业人才培养模式，实现我国眼视光医学专业人才培养模式大规模应用，推动我国眼视光医学专业人才培养的规范化和标准化。该专业培养造就了大批高素质的眼视光人才，毕业生分布在中国、北美、澳洲、英国、法国、德国等地，从事教学、临床和科研工作。该校的国内毕业生已经成为我国眼视光学医疗、教育、专业技术、行业企业等各个领域的骨干和最活跃的力量。北京大学等三十余所高等院校，先后来温州医科大学眼视光学习、借鉴该专业的模式与经验；在美国纽约曼哈顿建立我国第一所以眼视光专业作为平台和特色的孔子学院，成功推广该创新模式。

作为一家集医疗、教学、科研、产业、慈善、推广为一体的现代化医疗机构，医院始终坚持全程、全面、优质的眼病预防、治疗、康复和眼睛保健的服务理念，不仅得到了国内外同行的赞誉，也赢得了人民群众的广泛支持和信赖，医院蝉联眼科专科中国医院最佳专科声誉排行榜前五，专科平均声誉值逐年上升。

2010年，成立杭州院区。医院拥有医疗用房3·5万平方米（其中杭州院区1·6万平方米），核定病床260张（其中杭州院区80张）。

2017年11月，温州医科大学附属眼视光医院院长瞿佳接到了海南省省长沈晓明、海南省卫健委发出的邀请，邀请他的眼视光眼科团队入驻博鳌超级医院，建设博鳌国际眼视光眼科中心。

2017年，温州医科大学附属眼视光医院携手浙江省68家医疗机构成立了首个眼视光专科联盟，为联盟内的医疗机构提供优质的眼科医疗资源，让百姓在家门口就能享受优质的眼健康服务。

2018年初，在龙湾设立温州国际眼视光创新综合体，把综合体打造成为全国眼视光新技术齐聚的高地，在全世界范围内推广更多与眼健康有关的医疗、器械、技术，做眼健康的“护花使者”。

2018年3月31日，位于博鳌乐城国际医疗旅游先行区的博鳌超级医院启用，由温州医科大学眼视光眼科团队主导的博鳌国际眼视光眼科中心也正式投入使用。

2018年6月22日，温州医科大学附属眼视光医院与同济大学附属东方医院在温州签约，共建上海市东方医院眼视光中心（暨温州医科大学眼视光医院集团上海东方分院），并以此为依托开启双方在眼视光学科建设、临床服务、人才培养和科学研究等领域的全方位合作。温州医科大学附属眼视光医院利用其雄厚的学科引领优势，同济大学附属东方医院利用国际大都市的综合临床资源优势，共同建设具有国际水平的眼视光中心。

2020年5月17日，温州医科大学附属眼视光医院正式上线云医院app，医教研全面打造全国首家5g智慧眼科云医院。

2023年1月29日，温州医科大学附属眼视光医院与衢州市人民医院（温州医科大学附属衢州医院）举行深化合作签约仪式，揭牌成立温州医科大学附属眼视光医院衢州眼科中心。