蔡長海董事長於1985 年接任兒科主任後積極發展本院兒科醫學，歷經多年的努力，於2004 年4 月成立兒童醫院。兒童醫院目前擁有256 張床位，為全國中南部最大兒童醫院，秉持「兒童絕不是成人的縮小版」的精神，兒童的生理、心理、病理、藥理及照護都與成人不同。為了提供完整的服務，兒童醫院共設置23 個科別，涵蓋新生兒科、神經科、肝膽腸胃科、血液腫瘤科、醫學遺傳暨兒童新陳代謝內分泌科、心臟科、重症科、胸腔科、腎臟科、感染科、過敏免疫風濕科、發展行為科、急診科、復健科、心智科、兒童外科、骨科、泌尿科、麻醉科、放射科、牙科、眼科以及病理科等。

兒童醫院各臨床科致力創新突破、發展特色，提供優質的醫療服務。本院為中部唯一可以實施心臟移植與執行複雜性先天性心臟病手術的醫學中心，兒童心臟科利用精準醫學於2012 年率先全球發現川崎氏病的致病基因是BLK 和CD40，並於2016 年發現蛋白生物標記「IP-10」能早期偵測出川崎氏症。

宋文舉副院長研發出獨步全球的技術，成立全台唯一的兒童軟式氣管鏡中心，治療超過萬例的病童，並榮獲國家生技醫療品質獎標章認證。

兒童腎臟科致力於兒童慢性腎臟病三段五級的防治，保護及早期救治腎臟及泌尿道疾病之病童；在兒童腎臟移植照護案例及成果上，領先全球水準（第一年移植腎存活率100%、五年移植腎存活率95%）。

新生兒科是全國 5 家早產兒醫療訓練中心之一（中部唯一)，曾創全國體重最輕370 公克早產兒於本院出生。兒童肝膽腸胃科是中部地區規模最大，曾創下多個全國首例的紀錄，包括經皮胃內視鏡小腸造廔術(PEG-J)、兒童專用手術室同時接受進行經口及經肛門小腸鏡檢查及全國最小兒童接受膠囊內視鏡檢查。

宋文舉副院長獨創的「宋氏呼吸法」及領先全球的兒童介入性支氣管鏡

兒童血液腫瘤科成立地中海型貧血及血友病治療中心，提供全人的整體醫療服務與照顧。臍帶兒童醫院CMU Children's Hospital間質幹細胞移植是世界移植成功首例。兒童發展行為科建構台灣「輔以達治療」服務網，國內首創一站式親子諮詢服務，榮獲2002 年國家品質銅牌獎。醫學遺傳暨兒童新陳代謝內分泌科率先於國內使用AI 快速診斷骨齡，與中醫兒科成立全國唯一「兒童生長發育中西醫聯合門診」。創新引進串聯式質譜儀及精準醫學診斷先天代謝疾病，榮獲國家生技醫療品質標章獎。

兒童神經科以次世代定序技術建立癲癇症候群之基因診斷工具、全基因外顯子定序在小兒神經基因性疾病中的應用，同時發展人工智慧應用於腦波自動判讀。

兒童過敏免疫風濕科設立全國唯一「兒童過敏中西醫全人照護整合門診」，王志堯院長編著的《兒童氣喘指引》、《兒童皮膚炎治療指引》以及《過敏性鼻炎治療指引》為全球亞太地區制定與國際接軌的治療方法。

兒童醫院各專科與本院特色醫療中心團隊資源整合完備，建構先進完善的兒童醫療並建立即時、豐富且多元的兒童健康管理資訊平台，提供全方位兒童急、重、難症醫療服務，培育兒童醫療、照護與管理專業人才，打造智慧型的國際級兒童醫院。

• 2015、2017、2019年 SNQ 國家品質標章
• 2016年 衛福部「兒少保護小組品質成效績優獎」
• 2016年 台中市親善哺集乳室醫療院所組最佳品質獎
• 2019年 全國首先使用「兒童骨齡AI智能決策輔助系統」
• 2021年 榮獲第十八屆國家新創獎-「人類基因重組肺泡表面蛋白D 對新冠病毒的診斷及治療的應用」

台灣最輕體重（370 公克）早產兒