«Κάνθαρος» ήταν η ονομασία με την οποία λειτούργησε το 1903 για πρώτη φορά ως νοσηλευτικό ίδρυμα το Γενικό Νοσοκομείο Δυτικής Αττικής «Η Αγία Βαρβάρα». Το 1906 μετονομάστηκε σε Νοσοκομείο «Ευλογιόντων» λόγω των πολλών περιστατικών ευλογιάς που νοσηλεύτηκαν σ' αυτό.
Την πενταετία 1930-1935 μεταφέρθηκαν και εγκαταστάθηκαν, σε ειδικά διαμορφωμένους και σχετικά απομακρυσμένους χώρους του, ασθενείς με τη νόσο Χάνσεν από το νησάκι Σπιναλόγκα της Κρήτης. Λειτούργησε η Δερματολογική Κλινική για την πρόληψη και θεραπεία των
ασθενών με νόσο Χάνσεν.
Τη δεκαετία του '50, λόγω της επιδημίας πολιομυελίτιδας που έπληττε τη χώρα, στο νοσοκομείο νοσηλεύτηκε ιδιαίτερα μεγάλος αριθμός ασθενών. Τα περιστατικά αφορούσαν ενήλικες και παιδιά. Δημιουργήθηκε η Παιδιατρική Κλινική.
Το 1970 μετονομάστηκε σε Δημόσιο Νοσοκομείο Λοιμωδών Νόσων, στο οποίο λειτουργούσαν: (α) Παθολογική και Παιδιατρική Κλινική, νοσηλεύοντας κατ' εξοχήν ασθενείς με λοιμώδη νοσήματα, και (β) Τακτικά Εξωτερικά Ιατρεία - Παθολογικό, Χειρουργικό, Δερματολογικό, Παιδιατρικό και Οφθαλμολογικό. Διαχρονικά στο νοσοκομείο έχει νοσηλευτεί μεγάλος αριθμός ασθενών με μηνιγγίτιδες και ηπατίτιδες.
Από το 1985 το Κέντρο Κοινωνικής Αποκατάστασης Χανσενικών αποτελούσε ξεχωριστό ίδρυμα.
Την ίδια χρονιά στο νοσοκομείο παραπέμφθηκε το πρώτο κρούσμα AIDS και ακολούθησαν κι άλλα τα επόμενα χρόνια.
Το 1987 μετονομάστηκε σε Νομαρχιακό Γενικό Νοσοκομείο Δυτικής Αττικής, αλλάζοντας και την κτιριακή μορφή του. Ανεγέρθησαν κτίρια, στη θέση των παλαιών, και αναπτύχθηκαν κλινικές και τακτικά εξωτερικά ιατρεία νέων ειδικοτήτων. Το 1995 προστέθηκε στον τίτλο του η επωνυμία «Η Αγία Βαρβάρα», προς τιμήν της πόλης στην οποία εδρεύει.
Σήμερα, εκτός των άλλων, είναι το κέντρο αναφοράς ιογενών ηπατίτιδων για όλα τα νοσοκομεία της υγειονομικής περιφέρειάς του, συμπεριλαμβανομένου και του «Αττικού», ενώ δέχεται δείγματα πολλών νοσοκομείων από τη νότια χερσαία Ελλάδα, μέχρι πρότινος από το Κέντρο Μεταμοσχεύσεων του Λαϊκού Νοσοκομείου, κ.ά. Επιπλέον, λόγω της εξειδίκευσής του στα λοιμώδη νοσήματα, με τους νέους ιούς γρίπης (π.χ. Η1Ν1) στο νοσοκομείο απευθύνθηκαν και νοσηλεύτηκαν πληθώρα ασθενών.