復旦大學附屬兒科醫院1953年成立血液病專業小組，1956年成立血液科專科病房，1958年成立血液科專科門診，1962年成立血液病實驗室，2005年成立血液腫瘤中心。曾為中華醫學會兒科分會血液學組副組長單位，獲得上海市科技進步二等獎及三等獎，是國內兒童血液腫瘤疾病的臨床、教學和科研診療中心之一。科室先后獲得復旦大學"三八"紅旗集體、上海市"五一"巾幗示范崗，全國衛生系統"巾幗文明崗"等榮譽稱號。
血液科包括專科病房，專科門診及日間化療診區。血液科專科病房擁有33張床位，其中普通床位28張，國內設置先進的層流倉5個，層流過渡艙2個，收治大劑量化療腫瘤患兒、移植患兒和難治性血液系統疾病患兒。血液科專科門診及導管維護門診，主要診治各類常見及疑難血液腫瘤疾病，日間化療診區含7張化療床位，承擔日間小劑量化療等門診支持治療。另外醫院血液實驗室設備精良，擁有骨髓細胞形態、流式細胞術、染色體細胞遺傳技術和FISH分子基因診斷技術等血液腫瘤疾病先進診斷技術和能力。
血液專科年收治患兒1千余例，年專科門診量2萬余例。血液科1990年代開始開展自體造血干細胞移植，2002年后開始開展異基因造血干細胞移植，具有多項干細胞移植資質和經驗，目前成立造血干細胞根治罕見病MDT團隊已成功治療先天性免疫缺陷及遺傳代謝性疾病百余例。科室先后派出多名醫生護士分別到美國、香港和國內知名血液病中心進修培訓，與美國辛辛那提兒童醫院、香港威爾斯親王醫院兒童癌癥中心建立良好密切的合作關系。
血液科培養多名臨床、科研型碩士和博士研究生，參與復旦大學上海醫學院八年制、五年制大學生、留學生、研究生及進修生教學，并且接受來自全國的兒童血液專科醫生進修。血液專業曾承擔科技部"十一?五"支撐計劃、上海市人才發展基金、科委基金和上海市衛生局基金等十余項重要研究項目，其中兒童營養性缺鐵性貧血研究防治等項目曾獲上海市科技進步二等獎和三等獎，國內外期刊上發表各類論文120余篇。
血液科在提高醫療技術和診療水平的同時，注重對于血液腫瘤患兒的身心關懷。在社會各界及醫院支持下建立"陽光小屋"平臺，多次聯合社會愛心人士組織血液腫瘤患兒進行公益活動，進行心靈疏導和健康教育，成立血液病零星救助基金，給予部分困難患兒資助，獲得患兒家屬和社會的認可。
