附属儿童医院是三级甲等医院、爱婴医院、北京大学教学医院、规范化服务达标医院、首都平安示范医院。同时也是北京大学医学部博士、硕士学位研究生培养点，卫生部、北京市住院医师/专科医师培训基地。
2002年、2005年医院建设了新门诊楼和病房楼，就诊环境和医疗设施得到极大改善。医院编制床位400张，设有21个临床科室、26个专业、6个临床研究室。住院部设有7个病区和层流病房及百、千级手术室。
医院承担着北京市和外省市患儿的医疗救治工作，年门急诊量和出院患者逐年增加，2010年门急诊量达182万人次，日较高门急诊量为5869人次，年出院病人1.4万余人次，年手术7248例。
急诊、重症医学专业的设置符合现代急救一体化模式，包括NICU、PICU、急诊室、血气分析室、院前转运。目前机械通气治疗已发展到500余例/年，开展CPAP治疗新生儿肺透明膜病、巨细胞病毒抗原检测、新生儿外周静脉双通路同步换血术取得很好效果。先后承担、省部级课题20余项。急救专业2010年被评为卫生部儿科重症重点学科。
呼吸专业是北京市儿童呼吸道疾病诊断治疗中心，是北京市重点扶植的学科。拥有纤维支气管镜室、呼吸睡眠监测室、肺功能室、反复呼吸道感染（RRI）及免疫治疗门诊。承担多项、省部级及国际合作类重点科研项目，在儿童呼吸系统疾病的诊断治疗取得了多项突破，为我国哮喘儿童的合理治疗及长期管理提供了科学依据。儿童哮喘防治综合治疗方案被列入卫生部“十年百项”科技成果推广项目。
心血管专业曾组织“九省市小儿病毒性心肌炎发病调查和临床及实验研究”，4次主持并参与制定小儿病毒性心肌炎的诊断标准。目前承担有北京市重点科技攻关项目“儿童高血压长期追踪研究和高血压临床诊断标准”的拟订，为少年儿童高血压易患者的识别与一级预防、心律失常的诊断和治疗奠定了基础。
神经专业近10年来承担省、部级课题10余项，获得局级以上奖励5项，发表论文30余篇。拥有脑电图、诱发电位、睡眠结构、肌电图、生物反馈仪、经颅多普勒、经颅磁刺激仪等多项检测设施，与相关科室共同开展了氨基酸/有机酸生化、染色体核型测定，为专业疑难特殊病种的诊治创造条件。
血液专业成功开展了自体和异基因干细胞移植，建立了遗传性骨髓衰竭性疾病的诊断雏形，开展噬血细胞综合征临床及诊断研究；开展了MICM分型的诊疗分层评估体系及分层分度治疗，取得明显疗效。
儿童风湿免疫专业在国内较早联合开展了生物制剂、自体外周血干细胞移植治疗难治性儿童风湿病，同时创建物理和运动医疗等方案促进患儿康复。
肾脏专业开展B超引导下经皮肾检，应用腹膜透析技术治疗急、慢性肾功能衰竭疗效显著，在儿童肾脏病的诊治方面积累了丰富的临床经验，承担多项省、部级课题。
儿童内分泌专业开展各种内分泌功能试验和评估，参与承担 “肥胖儿童内皮细胞功能”、“女性特发性中枢性性早熟联合治疗”等多项课题，使临床和科研方面紧密结合。
感染消化科先后开展了小儿幽门螺杆菌检测、小儿纤维胃肠镜检查、食道24小时PH监测、小儿肝活检等特殊项目，为儿童消化道疾病的诊治奠定了基础。长期对病毒感染性疾病进行监测，为国家疾病预防控制中心提供了客观而有价值的资料。
小儿外科由普外、泌尿外科、新生儿外科、胸外科、骨科、急诊外科、肿瘤外科组成。普外科是国家“十一五”先天重大畸形科技攻关课题的牵头单位，在治疗胆总管囊肿、胆道闭锁、复杂肛门闭锁、巨结肠、门脉高压、巨大肿瘤切除及小儿肝移植等方面成绩卓著，特别是腹腔镜治疗各种小儿外科疾病方面经验丰富，处于国内领先水平。学科带头人李龙为中国医师协会小儿腔镜外科第一届委员会主任委员，并荣获中国医师协会腔镜外科分会颁发的国际内镜杰出领袖奖。
小儿泌尿外科和新生儿外科开展多种先天性复杂畸形的修复诊治，其微创手术取得突出效果。
医院注重保健专业特色的发展，设有儿童营养、心理、语言发育专业，并设有儿童生长发育、智力、心理测查诊断室。对儿童在生长发育、营养等方面的疾病开展了有效地预防与筛查，还开展了儿童心理、铅中毒的干预与治疗。
耳鼻喉科设有门诊、听力室、内窥镜室及病房。开展小儿常见中耳炎、扁桃体炎、腺样体肥大以及各种咽、耳、鼻、喉、气管、食管等的异物治疗。在小儿睡眠打鼾和呼吸暂停低通气综合征的诊断和治疗中颇具特色，通过鼻内窥镜下低温等离子射频技术进行小儿腺样体、扁桃体及鼻炎等手术，达到了零出血、低复发的效果。
眼科经过多年临床探索，形成了一套全面、系统、规范的小儿眼病筛查、诊疗和预防策略。在儿童常见眼病和疑难眼病，尤其在小儿泪道疾病、斜视和弱视诊治、屈光不正矫正及早产儿视网膜病变的筛查、小儿眼睑及眼表疾病的诊治等方面取得显著效果。
皮肤科年门诊量15万余人次。开展液氮冷冻、性病激光、皮肤微波治疗技术，皮肤划痕实验，百康过敏原、小儿妇科外阴阴道分泌物的细菌、衣原体、支原体及淋球菌的检测。在小儿湿疹、血管瘤的诊断与治疗中形成专业特色。
检验科下设临床检验室、生化室、血清免疫室、细菌室。开展的检验项目有临检、免疫学、微生物、生物化学等132项。2010年，通过国际CNAS实验室ISO15189认可。检验科在卫生部和北京市临检中心的年度室间质评中连续十年成绩优异，获得北京市级“个性实验室”称号。
放射科拥有CR、数字造影、螺旋 CT、核磁共振成像等大型先进设备，年检查1.4万余人次。气灌肠疗法成为儿科急症肠套叠诊断和治疗的特色项目。螺旋CT三维重建技术、尤其是核磁成像的直接三维成像技术以其非侵袭性、安全、适应症广、多平面投影等特点，提高了病变的显示率及诊断的准确率，受到临床和患者欢迎。目前放射科启用PACS系统，实现了全院影像资源共享。
药剂科是集药品采购、供应、管理、调剂配发、药品质量、药品咨询服务为一体的综合性科室。下设门诊药房、急诊药房、病房药房、临床药学、药品库房5个组，实现了网络化管理。每日由经验丰富的药师提供专业咨询。定期进行药物不良反应监测、新药普及和抗菌药物合理使用情况分析，为临床用药提供了全面、安全的保障。2011年医院9个专业通过了国家GCP（药物临床试验质量管理规范）认证，获得药物临床试验资格。
近年来，医院先后承担了50余项、市级推广和示范继续教育项目，每年组织全国性儿童保健、哮喘防治、临床检验、微创技术等学习班及国际研讨会。
医院在西城区月坛南街1号设有专家门诊部，日门诊量900余人次。其中儿童保健、生长发育、儿童矮小、多动症、学习障碍、生物反馈、感觉统合等专科、专病门诊深受广大患儿家长的欢迎。
医院制剂80余种。其中“清热散瘟口服液”入选北京市“十病十药”研发项目并获得政府奖励；“双金利咽颗粒”、“肤乐霜”因其疗效显著，首批入选“北京中医药传统小膏药重新工程”名录。