अखिल भारतीय आयुर्विज्ञान संस्थान, भुवनेश्वर स्वास्थ्य एवं परिवार कल्याण मंत्रालय, भारत सरकार द्वारा प्रधानमंत्री स्वास्थ्य सुरक्षा योजना (PMSSY) के अंतर्गत स्थापित एक प्रमुख (एपेक्स) स्वास्थ्य संस्थान है। इस योजना के तहत पटना, रायपुर, भोपाल, भुवनेश्वर, जोधपुर और ऋषिकेश में ६ नए अखिल भारतीय आयुर्विज्ञान संस्थान स्थापित किए गए हैं, जो नई दिल्ली स्थित संस्थान के अतिरिक्त हैं।
१५ अगस्त २००३ को अपने स्वतंत्रता दिवस भाषण में तत्कालीन प्रधानमंत्री अटल बिहारी वाजपेयी ने प्रधानमंत्री स्वास्थ्य सुरक्षा योजना (PMSSY) के अंतर्गत पटना, रायपुर, भोपाल, भुवनेश्वर, जयपुर और ऋषिकेश में ६ एम्स अस्पताल खोलने की घोषणा की थी। इस योजना का उद्देश्य देश के अविकसित क्षेत्रों में स्वास्थ्य सेवाओं का उन्नयन करना तथा इन क्षेत्रों में सुपर-स्पेशियलिटी चिकित्सा शिक्षा की गुणवत्तापूर्ण व्यवस्था प्रदान करना था।
भुवनेश्वर स्थित इस संस्थान की आधारशिला १५ जुलाई २००३ को तत्कालीन प्रधानमंत्री अटल बिहारी वाजपेयी द्वारा रखी गई थी।
अखिल भारतीय आयुर्विज्ञान संस्थान, भुवनेश्वर को १६ जुलाई २०१२ को पारित अखिल भारतीय आयुर्विज्ञान संस्थान (संशोधन) अध्यादेश के माध्यम से एक स्वायत्त संस्थान एवं राष्ट्रीय महत्व के संस्थान के रूप में स्थापित किया गया।