La carte Vitale sert aussi, dans les pharmacies connectées, à alimenter le contenu du dossier pharmaceutique un chantier dont le maître d'œuvre est le Conseil national de l’Ordre des pharmaciens (CNOP).
Les pharmaciens identifiés par leur carte CPS, ont accès aux quatre derniers mois des médicaments délivrés dans les différentes officines connectées au DP. On y trouve, sauf précision contraire du patient lors de la dispensation, l'intégralité des médicaments délivrés remboursées ou non. La délivrance hospitalière reste exclue de ce dispositif. Les données sont chiffrées, comme les connexions au serveur qui se font en mode SSL. Les archives sont conservées trois ans au total an par l'hébergeur Santéos. Suite à une autorisation initiale de la CNIL datant du 30 mai 2007, c’est en juin 2007 qu'a débuté la phase pilote dans des quelques pharmacies de six départements (Doubs, Meurthe-et-Moselle, Nièvre, Pas-de-Calais, Rhône, Seine-Maritime). Puis en février 2008, suite à une autre décision de la CNIL, il y a eu élargissement de l'expérimentation aux départements d'Yvelines et des Hauts-de-Seine ainsi qu'à 2 000 autres officines sur l’ensemble du territoire. Le 22 juillet 2008 la CNIL a autorisé la poursuite de l’expérimentation jusqu’au 15 novembre 2008. Finalement c'est le 2 décembre 2008 que la CNIL a donné son autorisation pour la généralisation du Dossier Pharmaceutique à toute la France.
En pratique pour identifier les dossiers pharmaceutiques le numéro de sécurité sociale n’est pas utilisé. Les API Sesam Vitale des progiciels des officines remontent par lecture de la carte Vitale, le nom, le prénom, la date de naissance, le rang gémellaire et le numéro de série de la carte Vitale. Cela sert à générer un identifiant temporaire, le Numéro du Dossier Pharmaceutique (NDP). Les experts estiment qu’il faudra au moins 5 ans pour que l’identifiant unique de santé soit opérationnel et remplace cet identifiant temporaire.
En 2009, les médecins peuvent consulter en ligne les douze derniers mois des seules prestations remboursées par l'assurance maladie. Les médicament non remboursés (pilules contraceptives, médicaments conseils) ainsi que ceux dispensés par les pharmacies hospitalières ne sont pas disponibles. Cette consultation nécessite la présence conjointe de la Carte de Professionnel de Santé (CPS) et de la carte Vitale du patient. L'accord explicite du patient est présumé consenti par le fait qu'il donne sa carte Vitale au médecin, à charge pour ce dernier de lui expliquer qu'il s'en sert, non pas pour ouvrir le dossier médical dans son logiciel métier ou réaliser une feuille de soin électronique mais accéder à cet historique en ligne. Il n'a pas de possibilité de masquage des données dans cet historique.
Ce service est né avec la loi du 13 aout 2004. Ce chantier avait été « présenté en 2004 comme quasiment finalisé » et promis par l’assurance maladie pour un déploiement en avril 2005. Dans la convention d’objectifs et de gestion avec l’État 2006-2009 publiée en août 2006, ce service est annoncé le premier semestre 2006. Finalement après une expérimentation en septembre 2005 dans les Yvelines, il ne commence à être déployé partiellement qu'en août 2007 et uniquement pour la caisse nationale d'assurance maladie (CNAM). C'est fin 2007 que la MSA, le RSI, le GAMEX et la CNMSS rejoignent le dispositif. En février 2009, de nombreux régimes comme la Mutuelle Générale ne sont pas reliés.
Après une infrastructure technique fournie par la CNAM, depuis la fin 2007 la sécurisation d'accès est assurée par IMARS (Infrastructure Mutualisée d’Accueil et de Routage Sécurisés des services en ligne) développée pour tous les régimes par le GIE SESAM-Vitale et qui permet l’authentification en ligne de la carte Vitale.
La cour des comptes dans son rapport publié en septembre 2008 explique que le coût estimé de ce chantier pour la période 2005 à 2008 serait d'environ 10 millions d'euros pour la CNAM, un million d'euros pour le régime social des indépendants (RSI) et quelques centaines de milliers d’euros pour la mutualité sociale agricole (MSA) et les mutuelles de la fonction publique.