1937年，随着华夏大地全面抗战的爆发，中国第一家儿童医院“上海难童医院”赫然问世，在创始人富文寿教授、苏祖斐教授的带领下，儿童医院前辈们淡泊名利，免费救治难民患儿，前赴后继创造了中国儿科史的奇迹。1940年改称上海儿童医院。1953年，新中国成立后，上海儿童医院与上海市儿童保健所合并，正式更名为“上海市儿童医院”，成为国内第一家临床学科齐全，集医疗、保健为一体的综合性儿童专科医院；期间，创刊了《中华儿科杂志》。

       在党和政府的关心、支持下，上海市儿童医院始终致力于上海的儿童医疗事业，并在最艰苦的条件下攻克了一个个儿科医学难题， 首创小儿外科独立设科和应用鲜鱼肌蛋白喂养营养不良而濒临死亡的儿童，奠定了我国小儿外科学和儿童营养学的基石。1954年，宋庆龄女士特地来到儿童医院视察工作。

       50年代初期，中国的儿科医学正处于从无到有的创业阶段，中国小儿外科创始人马安权教授，克服种种困难自行研制出一套适合儿科使用的外科手术器械，主编了我国第一部小儿外科学专著《小儿外科学与小儿矫形外科学》。

       进入改革开放以来，特别是在1994年由康定路搬迁至北京西路院区后，医院获得新的发展和壮大，开设有儿科类全部专业，形成集医疗、保健、教学、科研、康复于一体的三级甲等儿童医院，拥有包括中国工程院院士在内的百余名专

上海医学遗传研究所是我国第一家医学遗传研究所。30多年来，在曾溢滔院士和终身教授黄淑帧的带领下取得了丰硕的科研成果，成功研制出我国第一头整合了人血清白蛋白基因的转基因牛“滔滔”，被评为“中国科技十大进展”之一。

进入二十一世纪，医院在学科建设和临床水平上有了进一步的提升，拥有包括重症医学科在内的2个国家临床重点专科，成功完成了一系列疑难疾病的诊治工作。2009年，医院多学科协同作战，成功完成了医院历史上第3例连体婴儿的分离手术。

为进一步改善人民群众的就医条件，按照上海市人民政府的规划发展要求，上海市儿童医院普陀新院项目于2012年开始动工建设，以“儿童友好安全”为建设理念的新院区于2014年6月1日全面试运行，形成了“一院两区”新格局。为打造“精品、人文、智慧”的国内一流儿童医院创造了条件。