تعتبر مجموعة التشغيل الطبي والسريري من أكبر المجموعات بمستشفى الملك فيصل التخصصي ومركز الأبحاث، وتضم ما يفوق 4000 من العاملين. وتضطلع المجموعة بمسؤولية التخطيط والتشغيل للأقسام التابعة لها من خلال تحديد الرؤى والموجهات وتنفيذ الخطط الاستراتيجية، فضلاً عن مسئولية جودة الرعاية الطبية والاستخدام الأمثل للموارد لضمان تأمين سير عمليات التشغيل اليومية بصورة سلسة وبكفاءة تامة. تألف مجموعة التشغيل الطبي والسريري من أربع قطاعات رئيسة تشمل: القطاع الطبي وشؤون التمريض والخدمات السريرية وخدمات المرضى. وتشتمل الأقسام الطبية على 17 قسماً وثلاث وحدات ومركز الملك فيصل للأورام، ومركز الملك فيصل للقلب ومكافحة العدوى وصحة البيئة، وبرنامج التعاون الصحي. كما يضم قطاع الخدمات السريرية 17 إدارة. وقد درجت مجموعة التشغيل الطبي والسريري سنوياً على تحديد أهدافها وموجهاتها بما يتماشى مع رسالة وأهداف المستشفى، وتبعا ًلذلك تقوم بتحديد أولوياتها وخطتها للعام، كما تقوم بتحديد المعايير الرئيسة لمؤشرات الأداء لتقييم مدى النجاح والتقدم الذي تمكنت من تحقيقه ورصد ذلك من خلال استخدام بطاقة الأداء الشامل وإعداد تقرير ربع سنوي عن الأنشطة.