حصل الدكتور طلال بن هيال العنزي على درجة الدكتوراه في تخصص إدارة المستشفيات، عن أطروحة بعنوان "الدور الوسيط للتخطيط الاستراتيجي في تأثير المهارات القيادية على الأداء التنظيمي"، وهي دراسة تطبيقية على التجمعات الصحية في مدينة الرياض، تحت إشراف أ.م.د مبروك عطية مبروك من جامعة العاصمة.