Selon les rapports du conseil général de Haute-Garonne, le bâtiment est construit en 1891 comme "Hôtel des bains" et propriété de la Compagnie des Bains de Salies-du-Salat. En 1897, le Conseil général accepte d'acheter l'hôtel avec la parcelle attenante pour y installer un sanatorium où les enfants "rachitique et scrofuleux" de l'assistance publique, entre autres, pourront être soignés. Le projet est initié par le Dr. Lautré, inspecteur départemental de l'Assistance publique. L'objectif est d'y aménager entre 100 et 120 lits. Très peu d'éléments sont connus sur l'architecture du bâtiment avant l'achat par le département si ce n'est cette description succincte : "Toutes les règles d'hygiène moderne ont été appliquées à la construction et à l'aménagement de ce bâtiment, composé d'un rez-de-chaussée et de deux étages dont les plafonds sont très élevés. Les cuisines et les logements des employés sont au sous-sol. Un grand salon et une très grande salle à manger occupent la partie gauche du rez de chaussée. L'aile droite de l'hôtel n'est pas terminée, et c'est là qu'on pourrait installer les appareils à hydrothérapie pour bains, douches etc.". La construction de l'hôtel a coûté 85 000 F à la Compagnie des Bains que les liquidateurs revendent 40 000 F, somme que le conseil général prévoit de compléter par 5 ou 6 000 F pour le matériel, notamment pour l'hydrothérapie. Après quelques travaux d'aménagement tels que l'installation de matériel pour l'utilisation de l'eau salée pour les bains curatifs, le sanatorium est ouvert le 3 août 1899.
Les docteurs Cep et Loupias deviennent alors les directeurs de l'établissement. Le ministère préconisait l'envoi des enfants rachitiques et scrofuleux dans les hôpitaux marins : les ressources de Salies devaient permettre une offre alternative, conjuguant traitement salin et avantages de l'altitude. Cela devait permettre au département de faire des économies en possédant son propre établissement, plutôt qu'envoyer des enfants à Sète ou Arcachon. Lors de la première année, en 1899, trois convois de 24 enfants toulousains se succèdent pour des séjours de 20 jours, entre le 03 août et le 03 octobre. Les plans signés Thillet en 1897-98 prévoyaient qu'à chacun des deux étages, il y ait un côté fille et un côté garçons. Deux dortoirs de 14 lits, dans les ailes latérales, étaient prévus pour cela à chaque étage. Au premier étage, côté façade, était prévu le logement du directeur tandis que de part et d'autre de la cage d'escalier se trouvaient wc, salle de pansements et lavabo là encore disposés symétriquement. Au second étage, l'espace central était aménagé de deux infirmeries avec cinq lits chacune et une salle d'isolement au niveau de la travée centrale. A l'arrière de part et d'autre de la cage d'escaliers deux salles supplémentaires d'isolement à un lit étaient prévus, ainsi que des wc et des lavabos superposés à ceux du 1er étage. Au rez-de-chaussée, les deux réfectoires étaient aménagés de part et d'autre du vestibule et deux salles de récréation et de travail occupaient les deux ailes latérales. Deux bureaux, l'un pour l'économat, le second pour le directeur étaient prévus à gauche de la cage d'escalier, tandis qu'en symétrique se trouvaient un magasin et une lingerie. Dans les combles, 15 chambres devaient être affectées au logement du personnel ou à des fonctions de débarras. Le sous-sol abritait les réserves, la salle de repassage, la cave et le stockage du bois. L'établissement est décrit à nouveau en 1903 dans la Gazette des eaux et sa distribution intérieure a été un peu revue. Il est alors situé au milieu d'une prairie d'une contenance de 2 ha, planté d'arbres. Au rez-de-chaussée se trouvent les réfectoires, la cuisine, une salle de jeux et de lecture et un dortoir pour les enfants atteints de lésions osseuses. Au 1er étage sont installés les dortoirs, lavabos, infirmerie des garçons, au 2nd les installations des filles. Au 3e étage se trouvent les chambres d'isolement et les logements des domestiques.
Derrière le bâtiment principal, a été construit l'établissement de bains, avec 11 baignoires, une salle d'hydrothérapie, une piscine, deux "déshabilloirs", une salle pour refaire les pansements après les bains. Une galerie couverte relie les deux édifices. L'ameublement est également détaillé : la literie est en fer à sommier métallique, les lavabos, contigus à chaque dortoir, contiennent 12 cuvettes émaillée en batterie, un casier par enfant. Dans les toilettes, on a utilisé le système de siphon avec réservoir de chasse d'eau. Un article publié dans la Dépêche en juin 1913 indique que depuis 1899, le sanatorium a reçu 2 540 enfants âgés de 4 à 16 ans.
En 1915, le sanatorium est réquisitionné par l'autorité militaire pour y installer un "service de santé militaire" pour les soldats en convalescence de la Grande guerre. Cette décision est mise en place au 1er octobre de cette même année. En 1918, un pavillon supplémentaire est construit et financé en partie par le conseil général. C'est encore Joseph Thillet qui dresse deux projets d'une grande aile en rez-de-chaussée implantée dans l'axe du sanatorium, au sud avec respectivement 48 et 50 lits. L' établissement reste sous la gérance de l'autorité militaire jusqu'en 1920 au moins, moment où le conseil municipal par une pétition demande sa réaffectation comme sanatorium, dénonçant l'usage des lieux par l'armée comme centre de tuberculeux osseux n'utilisant pas les ressources balnéaires. La réaffectation est effective le 7 juillet 1920. Le conseil général décide alors d'achever le pavillon du dortoir, dont le service de Santé militaire avait entamé la construction car il répond aux règles de l'hygiène moderne. Une large galerie longe le bâtiment et permettait aux enfants de jouer dehors à l'abri du mauvais temps. Cet achèvement, destiné à accueillir 150 enfants au lieu de 40, doit s'accompagner de l'adaptation des dépendances, cuisine, buanderies, lieux de stockage et de la modernisation des installations balnéaires. L'inspecteur de l'Assistance publique demande la mise en place de 30 baignoires, d'une grande piscine et d'une salle d'hydrothérapie. L'architecte départemental Joseph Thillet évalue la dépense à 176 000 F ; elle est adoptée lors de la séance du 1er octobre 1920. En 1922, une demande de construction d'annexe au sanatorium est faite au près du conseil général du département pour y installer une pouponière. Une des problématiques est de pouvoir utiliser le bâtiment toute l'année. Le bâtiment principal garde sa fonction jusqu'en 1931, lorsqu'il est décidé qu'il deviendra un préventorium pour soigner les formes diverses de tuberculoses. Dans l'après-guerre, les installations thermales situées à l'arrière semblent abandonnées (cf vue aériennes en 1953 et 1973 sur remonterletemps.fr) et sont remplacés par un nouvel édifice à toit terrasse visible sur la vue de 1979. Après la création du bâtiment de la pouponnière, l'ensemble du site devient vers 1959, un établissement de rééducation infantile dépendant du CHU de Toulouse. En 1997, l'offre de rééducation est réévaluée aux patients adultes. De ce changement de gérant et de fonction, le bâtiment va subir des campagnes de travaux, l'une en 1993 (époque où le pavillon des militaires est remplacé par un bâtiment plus moderne) et la plus importante en 1997 avec la restauration complète du bâtiment principal et de ses infrastructures.
