В 2006 году Правительством Российской Федерации было принято решение о строительстве сети федеральных центров высоких медицинских технологий. Первым учреждением «нового типа» в России стал Центр сердечно-сосудистой хирургии в городе Пензе. Первый камень в строительстве Центра был заложен 1 апреля 2007 года, благодаря современным технологиям, контроль за строительством Кардиоцентра осуществлялся в режиме реального времени на всех этапах, это позволило в рекордные сроки его завершить. Менее чем через год, 23 января 2008 года, на открытие Центра прибыла делегация самого высокого уровня во главе с Президентом Российской Федерации и премьер-министром Российской Федерации.
Для работы в учреждении были приглашены высококвалифицированные специалисты из Москвы, Санкт-Петербурга, Краснодара, Казани и других регионов Российской Федерации. Возглавил Центр врач-сердечно-сосудистый хирург, профессор, доктор медицинских наук Владлен Владленович Базылев. Первая высокотехнологичная кардиохирургическая операция была выполнена 26 августа 2008 года.
В настоящее время Центр является современной клиникой европейского уровня. Пациенты размещаются в одно и двухместных палатах, оборудованных индивидуальной консолью пациента, отдельным санузлом с душем, телевизором.
В составе отделений функционируют блоки интенсивной терапии с индивидуальным медсестринским постом и специальным медицинским оборудованием для оказания экстренной помощи. Центр рассчитан на пребывание 167 больных, из них 145 взрослых и 22 детей. Оперблок представлен 8 операционными: 4 для выполнения операций на открытом сердце в условиях искусственного кровообращения, 2 рентгенхирургические, 1 специализированная детская, 1 гибридная.
Учреждение является лидером в России по выполнению сочетанных операций на сердце (более 900 в год), операций на аорте (более 160 в год), а также занимает первое место в Европе по выполнению операций Озаки (Ozaki).
Нашими специалистами выполняются все виды кардиохирургических вмешательств, включая имплантацию стент-графтов и транскатетерное протезирование клапанов сердца. Учреждение имеет самый большой опыт в России по бимаммарному шунтированию (70% операций коронарного шунтирования), операциях по ремоделированию миокарда при аневризмах сердца. Ежегодно выполняется более 6,5 тысяч высокотехнологичных операций.
В 2010 году главный врач Центра В.В.Базылев стал лауреатом премии «Пурпурное сердце».
В 2015 году В.В.Базылев стал лауреатом премии имени академика В. И. Бураковского «За двукратное увеличение объема операций с искусственным кровообращением за последние три года и выполнение более трех тысяч вмешательств в 2014г.».
В 2018 году сотрудники Центра стали лауреатами премии лучшим врачам России «Призвание» в номинации «За проведение уникальной операции спасшей жизнь человека».
В феврале 2019 года Центр представлял достижения системы здравоохранения Пензенской области на презентации, проходившей в Совете Федерации.
С 1 апреля 2020 года Центр работает в режиме повышенной готовности, вызванном распространением пандемии новой коронавирусной инфекции. Работа Центра не останавливалась ни на один день, спасая жизнь пациентам с сердечно-сосудистыми заболеваниями.