1915年,石美玉与伍连德、颜福庆等筹组中华医学会,一度任副会长。
1918年至1919年,她获得洛克菲勒基金会的资助,进入美国约翰·霍普金斯大学医学院研修。在美期间,她四处演讲,向美国教会介绍中国的情况,鼓励中国留学生回国服务。
1918年8月19日,石美玉同余日章,陈维屏,诚静怡,胡素贞,蔡苏娟等七人,在牯岭莲谷夏令营,组成了中华国内布道会,由丁立美牧师任总干事。这是华人第一个布道组织,差遣宣教士在中华大地宣教,脚踪遍及边疆各地,对教会发展影响甚大。
1920年石美玉与胡遵理、吴格矩。二人同到上海,创立了伯特利教会、伯特利神学院、伯特利医院及伯特利中学。翌年,中华医学会上海支会成立,被选为副会长。
1922,石美玉购买制造局路639号内的民房及邻近39亩荒地,扩建医院,附设护士学校。除此之外还兴办了小学、孤儿院。
抗战期间,石美玉和胡遵理到香港,把伯特利教会的事工伸展到香港,创办当时最有规模的伯特利神学院,并设有中学。学院造就了不少的青年,成为海外一代教牧的骨干。
八一三事变后,伯特利,医院设施遭到严重破坏。翌年,石美玉在法租界另设分院及诊所。
太平洋战争爆发后,租界沦陷,分院及诊所业务近乎停顿。抗战胜利后,石美玉在美国积极筹划经费,在废墟上逐步复兴伯特利医院。伯特利医院业务逐步恢复,由石成志任代院长。1951年5月,石美玉要求上海市政府接办医院。
石美玉是一个终身未婚的美丽女子。