Bij Koninklijk Besluit van 27 maart 1817 werden de negen Utrechtse gasthuizen onder één bestuur verenigd. De fondsen van de zeven voor bejaarden bestemde gasthuizen werden gebruikt voor het inrichten van een "Algemeen Gasthuis"; uit de fondsen van de voor zieken bestemde gasthuizen St. Catharijne en Agnes van Leeuwenberg werd een "Algemeen Ziekenhuis" gefinancierd, dat tevens ten dienste zou staan van het universitair klinisch onderwijs. Het Bartholomeïgasthuis aan de Lange Smeestraat werd verbouwd en ingericht als Algemeen Gasthuis, het Apostelgasthuis aan de Jufferstraat (bij de Wittevrouwenstraat) als Algemeen Ziekenhuis. Het bestuur kwam in handen van een "College van regenten der Vereenigde Gods- en Gasthuizen", bestaande uit zeven leden van de vroegere regentencolleges en acht gemeenteraadsleden; de burgemeesters kregen de supervisie. Er werden twee vaste commissies voor het dagelijks bestuur ingesteld: de gasthuis- en de ziekenhuiscommissie.

Het Algemeen Ziekenhuis werd op 15 november 1822 voor patiënten geopend. Het gebouw was gesplitst in een stedelijk en een academisch gedeelte, Nosocomium genoemd. De curatoren betaalden huur aan de regenten voor het gebruik van de voor het klinisch onderwijs bestemde zalen. De hoogleraren hadden het recht de patiënten die voor het onderwijs belangrijk waren, uit het stedelijke gedeelte naar het Nosocomium over te laten brengen en weer terug te sturen, zodra zij niet meer nodig waren. De samenwerking tussen regenten en curatoren verliep van het begin af aan moeizaam. De hoogleraren waren bovendien niet bijzonder tevreden over de beschikbare ruimten. De zaaltjes waren verre van ideaal ingericht en men had voortdurend te kampen met ruimtegebrek. In het jaarverslag over 1860 schreef de geneesheer-directeur: "Het Nosocomium-een ongeregelde groep sombere, vochtige en voor een groot deel bouwvallige vertrekken, waarin bij de gebreken der ziekenzalen in het Ziekenhuis nog allerlei andere zich voegen, waar de zieken digt opeen geplaatst zijn als in een bestedelingenhuis, en de ruimte tusschen de kribben niet breed genoeg is om twee personen tegelijk door te laten; voorts met veel te kleine collegiekamer, steile trappen, allerongeschiktste stookplaatsen, nog slechter ventilatie dan in het Ziekenhuis-is voor alle verbetering onvatbaar en kan dus gerust ter slooping worden gegeven". Het Nosocomium bestond in 1860 uit twee mannenzalen, drie vrouwenzalen, een kraamzaal, een operatiezaal en een badkamer (zonder bad). In alle ziekenzalen te zamen stonden 74 houten kribben (waarde ƒ0,50 per stuk).

Het Nosocomium had een eigen keuken en een eigen suppoost, "controleur" genoemd, die toezicht hield op de huishouding. De opzichter van het ziekenhuis en de controleur van het Nosocomium woonden in het gebouw.

In 1860 vond een belangrijke wijziging in het bestuur plaats. Op 26 maart van dat jaar werd een geneesheer-directeur benoemd, die onder oppertoezicht van de regenten en bijgestaan door de secretaris-rentmeester niet alleen de gehele leiding kreeg over het ziekenhuis, maar ook over het Nosocomium. Het academische gedeelte werd nu dus volledig bij het ziekenhuis ingelijfd. De kosten van voeding, verpleging en onderhoud kwamen geheel ten laste van het ziekenhuis en de in het Nosocomium aanwezige meubels en fournituren werden door het ziekenhuis overgenomen. De nieuwe regeling, die 1 mei 1860 in werking trad, kwam de samenwerking tussen regenten en curatoren ten goede. De gemeentelijke bijdrage werd verhoogd en ook het rijk ging een jaarlijkse bijdrage (ƒ5600,-) betalen.

In 1871 verhuisde het ziekenhuis naar het door de gemeente nieuw opgerichte gebouw aan de Catharijnesingel. De gemeente hield het gebouw in eigendom en zorgde ook voor het onderhoud. Het terrein aan de Jufferstraat werd verkocht en alle daarop staande gebouwen werden afgebroken. Volgens de overeenkomst van 1871 tussen de regenten en curatoren werden voor universitair onderwijs in de inwendige geneeskunde, chirurgie, obstetrie (verloskunde) en gynaecologie de volgende ruimten afgestaan: op de eerste verdieping vier ziekenzalen voor elk 12 bedden en twee ziekenzalen voor elk 8 bedden, met de daarbij behorende badkamers en kabinetten; op de eerste verdieping twee vertrekken voor twee inwonende assistenten; op de begane grond tijdelijk de zaal in de nabijheid van het Pathologisch Instituut om te dienen tot collegekamer voor de hoogleraar in de pathologie.

Omdat gewenste verbeteringen en uitbreidingen van de klinieken in het ziekenhuis niet mogelijk bleken, besloot het rijk uiteindelijk toch op eigen kosten afzonderlijke klinieken voor chirurgie, obstetrie en gynaecologie op te richten. Op 1 december 1900 vond de aanbesteding plaats, op 1 februari 1901 werd begonnen aan het grondwerk en op 15 juni 1908 werden de Rijksklinieken (ook genoemd: Heelkundige en Vrouwenkliniek) aan de Justus van Effenstraat geopend. De verhuizing van de patiënten vond plaats op 1 juli d.a.v. De Rijksklinieken werden rechtstreeks beheerd door het rijk en hadden een eigen geneesheer-directeur. In 1913 werd ook een afzonderlijke Rijkskliniek voor psychiatrie en neurologie opgericht (Nicolaas Beetsstraat 24). De geneeskundige kliniek bleef gevestigd in het ziekenhuis aan de Catharijnesingel. In 1909 stonden de regenten bovendien de nodige lokaliteit in het ziekenhuis af voor het klinisch onderwijs in de keel-, neus- en oorheelkunde.

Er bleef ook na 1908 een nauwe samenwerking tussen regenten en curatoren bestaan. Patiënten uit het ziekenhuis konden zo nodig naar de Rijksklinieken worden overgebracht. Op den duur vond men de financiële verhouding tussen regentencollege, gemeentebestuur en rijksoverheid te ingewikkeld worden. Daarom besloot het regentencollege per 31 december 1924 het beheer van het ziekenhuis te beëindigen. Door gemeente en rijk werd de stichting "Stads- en Academisch Ziekenhuis" in het leven geroepen. Het regentencollege kreeg nu de mogelijkheid de omslachtige afzonderlijke administraties van de gasthuisfondsen samen te voegen. De fondsen van de gasthuizen St. Catharijne en Agnes van Leeuwenberg werden bestemd voor chronisch zieke bejaarden, die voorheen gratis in het ziekenhuis verpleegd konden worden. Op 15 april 1925 werden in het Algemeen Gasthuis de "verzorgingszalen" geopend; men noemde dit gedeelte "Agnes- en Catharijnegasthuis".

In december 1930 richtte het rijk de stichting "Academische Klinieken" op, die het bestuur kreeg opgedragen over de Rijksklinieken. Het bleek echter toch doelmatiger het bestuur over klinieken en ziekenhuis weer samen te voegen: op 31 december 1931 werd een stichting "Stads- en Academisch Ziekenhuis" opgericht, waarin alle Rijksklinieken en het ziekenhuis werden opgenomen. Op 1 juli 1959 kwam een einde aan de samenwerking tussen rijk en gemeente en richtte het rijk de "Stichting Academisch Ziekenhuis" (SAZU) op. In 1971 kreeg het ziekenhuis de naam "Academisch Ziekenhuis Utrecht" (AZU). Het ziekenhuis verhuisde in de zomer van 1989 van de Catharijnesingel naar de Heidelberglaan in het universiteitscentrum De Uithof.