Valtion sairaala-aika 1890–1955
Kuopion ja Tampereen läheisyyteen rakennettavien keskuslaitosten suunnittelun lääketieteelliseksi asiantuntijaksi senaatti nimitti Lapinlahden sairaalan ylilääkärin Theodor Saelanin. Hän painotti mielisairaaloiden rakentamisessa ranskalaisen psykiatrian tapaan ympäristön ja parantolan kaltaisen järjestelmän merkitystä mielisairauksien parantajana. Pitkäniemen sairaalarakennukset suunnitteli Magnus Schjerfbeck, joka työskenteli Yleisten rakennusten ylihallituksessa arkkitehtinä. Pitkäniemen lisäksi hän on suunnitellut muun muassa Tampereen yleisen sairaalan, Helsingissä Kampin paloaseman ja Diakonissalaitoksen sairaalan.
Mielisairaalat rakennettiin vähintään kymmenen kilometrin päähän kaupungeista, jotta sairastuneet voitiin irrottaa elämänpiiristään. Pitkäniemen sairaalan sijoituspaikkaa päätettäessä huomioitiin Tampereen voimakas kasvu 1890-luvun lopulla. Paikaksi valikoitui Nokialta Pyhäjärven rannalta Pitkäniemen sotilasvirkatalo, jossa oli harjoitettu maanviljelyä. Sitä pidettiin tulevassa keskuslaitoksessa potilaiden kannalta tervehdyttävänä työnä.
Syrjäisestä sijainnista huolimatta kulkuyhteyksien tuli olla hyvät ja läheisen Tampere-Pori-radan varressa oli Pitkäniemeä varten oma seisake. Vesiteitse oli Pitkäniemeen matkustajalaivayhteys.
Sairaalan rakentaminen aloitettiin vuonna 1895. Rakennusurakkaa varten tarvittiin noin 10 miljoonaa tiiltä. Muurausurakkaa helpottamaan Pitkäniemeen rakennettiin oma tiilitehdas, jossa oli yhdeksän uunia. Tämä ei riittänyt tiilien valmistamiseen, joten lisäksi vuokrattiin Hatanpään tiilitehdas. Rakentamisessa tarvittavaa puutavaraa varten ostettiin metsää ja vuokrattiin Partolan saha. Sairaalan päärakennusta rakennettaessa tulevan rakennuksen paikalta löydettiin rahakätkö 1600-luvulta.
Pitkäniemeen oli valmistunut 1899 uusklassisistista 29 matalaa rakennusta, jotka sijoitettiin alueelle väljästi. Saelan suosi samoja periaatteita Pitkäniemessä ja Niuvanniemessä: taloudellisinta ja tarkoituksenmukaisinta oli jakaa laitos kahteen osastoon, joista toinen oli tarkoitettu kroonisille ja toinen akuuteille potilaille. Sairaalarakennuksien huonejako suunniteltiin siten, että ensimmäisessä kerroksessa oli yhteistiloja ja toisessa kerroksessa oli makuusalit. Säätyläisen ajattelun mukaan tilojen toiminnallinen eriyttäminen oli terveellisen asumisen perusta, vaikka rahvas oli saattanut tottua nukkumaan sekä työskentelemään yhdessä asuinhuoneessa.