En 1952, Sainte-Anne est le lieu d'un évènement majeur : la découverte par Jean Delay et son assistant Pierre Deniker des propriétés du premier neuroleptique, le 4560 RP (Largactil) mais il est aussi le lieu où s'est développé dès le début du XXe siècle un enseignement de la psychiatrie respectant les diverses composantes de cette discipline. Depuis les années 1960 le CHSA possède des urgences psychiatriques ouverte 24 heures sur 24 et toute l'année : c'est le CPOA (centre psychiatrique d'orientation et d'accueil)
L'hôpital comporte 7 secteurs de psychiatrie adulte et 2 secteurs de psychiatrie infanto-juvénile qui correspondent à des zones géographiques dont proviennent les patients, Sainte-Anne accueille les patients des 5, 6, 14, 15 et 16e arrondissements de Paris dans divers pavillons aux noms de médecins célèbres (Benjamin Ball, Pierre Janet, Raymond Garcin, Piera Aulagnier), on note aussi la présence d'un SHU (service hospitalo-universitaire), de la CMME (clinique des maladies mentales et de l'encéphale), du SMPR (service médico-psychologique régional, sis à la maison d'arrêt de la santé), d'un service spécialisé en addictologie et d'un service d'appui santé mentale et exclusion sociale. Sainte-Anne ne possède pas d'unité pour malades difficiles. Par ailleurs l'hôpital a développé des conventions avec différents services d'accueil des urgences situés notamment dans les hôpitaux Ambroise Paré, Cochin et HEGP (AP-HP)ainsi que l'hôpital Saint Joseph. Une cafétéria a été construite dans les années 1980 ainsi qu'un centre de vie. Hachette exploite cette cafétéria par le biais de son enseigne "Relais H" .Une maison des usagers est installée à côté de cette cafétéria, elle est un lieu d'information pour les patients et leurs proches.
Le Centre hospitalier Sainte-Anne est doté d'un service audiovisuel broadcast : http://www.ch-sainte-anne.fr/site/centrHosp/presse/ContactPresse.html produisant et archivant depuis 1995 certains documents qui concernent l'activité médicale et institutionnelle de cet établissement. Les archives audiovisuelles sont accessibles au médias sur demande spéciale. Ces dernières années, le centre hospitalier Sainte-Anne a connu de nombreuses évolutions pour devenir un pôle de référence en psychiatrie et en neurosciences. Les modalités de prise en charge en psychiatrie ont considérablement évolué ces vingt dernières années : -Déploiement, dans le cadre d'une politique de secteur volontariste, de structures extra-hospitalières et ambulatoires -Forte réduction de la capacité des lits en hospitalisation complète -Mise en œuvre de conventions et de réseaux, notamment avec l'Assistance Publique - Hôpitaux de Paris -Participation active aux Services d'Accueil d'Urgence (SAU) -Développement d'importants travaux de recherche en collaboration notamment avec l'INSERM http://paul.broca.inserm.fr/broca_b/paulbroc.htm Le service de neurologie est installé en 1974 et la neuroradiologie devient, à l'hôpital Sainte-Anne, une discipline de pointe avec un appareillage novateur : tomographe - scanner, imagerie par résonance magnétique, qui va permettre la création de la radiologie thérapeutique. Le centre Raymond-Garcin, partie intégrante de l'établissement réunit les différentes disciplines de médecine somatique:Neurologie avec une Unité Neurovasculaire, Neurochirurgie, Neuroradiologie, Neurophysiologie, Neuro-anatomopathologie, Anesthésie-Réanimation, Stomatologie, Médecine Physique et de Réadaptation.
L'hôpital accueille des externes de la faculté de médecine Paris Descartes.