医院前身系1939年创建于革命圣地延安的中央医院，后几经改制，1959年9月经西安市人民政府批准，更名为西安市儿童医院。2013年加入北京儿童医院集团，先后与美国洛杉矶儿童医院和以色列施耐德儿童医学中心结为友好协作医院。

医院现有职工2226名，其中高级专业技术人员291名，具有博士学位者21名、硕士学位者356名、硕士生导师28名、特聘博士生导师2名。有中国医院协会儿童医院管理分会副主委、中华医学会儿科分会、小儿外科分会等学会委员及专业组成员166人，是陕西省医师协会副会长单位、西安市医学会儿科分会和小儿外科分会主委单位、陕西省医学会儿科分会候任主委单位、国家和陕西省“综合医院中医药工作示范单位”。中西医结合科是国家中医药管理局“十二五”重点培育专科及陕西省重点中医专科，儿内科是陕西省优势学科，泌尿外科是陕西省特色专科，新生儿科获批陕西省临床重点专科培育项目。儿科、小儿心脏病科、小儿消化科、小儿传染病科、新生儿科、儿童保健科、小儿泌尿外科为西安市重点专科。小儿重症医学科、小儿呼吸科、小儿肾病科、小儿麻醉科、儿童行为发育专业为西安市优势专科，小儿神经内科和小儿内分泌科为西安市培育专科。

医院被确定为陕西省儿科疾病研究所、陕西省儿童疾病临床研究中心、陕西省儿科疾病诊疗转化医学工程研究中心。为国家住院医师规范化培训基地、国家专科医师规范化培训试点基地、全国综合医院中医示范单位、陕西省中医住院医师规范化培训基地协同单位、西安医学院儿科学系及研究生联合培养基地、重庆医科大学研究生联合培养基地、陕西中医药大学研究生联合培养基地、西安交通大学康复科学与技术教学实习基地、佳木斯大学康复医学院教学实习基地、美国儿科中国教育基地以及美国AHA认证培训基地、陕西省儿科医师进修教育培训基地、陕西省儿科医师转岗培训基地、陕西省县级医疗机构医疗技术人员培训基地、陕西省贫困地区儿童医疗保健人员培训基地。并附设有陕西省儿童疑难危重症多学科会诊中心、陕西省手足口病救治中心、陕西省儿童哮喘防治中心、西安市残疾儿康复中心、陕西省孤独症儿童抢救性康复项目定点机构和西安市孤独症儿童抢救性康复项目定点机构。

医院不断加大资金投入，引进和更新了一大批大中型设备，如3.0T、1.5T核磁共振、64排螺旋CT机、数字减影与心血管造影综合介入治疗系统、体外循环机、数字摄像系统（DR）、数字胃肠造影机、四维高端彩色多普勒超声诊断仪、电子胃肠镜、支气管镜、腹腔镜、尿动力学分析仪、血液透析过滤机、连续性血液净化装置、流式细胞仪、串联质谱仪、基因分析仪、移动C型臂、皮肤激光治疗仪、早产儿视网膜诊断仪、高端多功能麻醉工作站等。

医院积极发挥区域引领作用，2015年成为陕西省儿童医疗联合体主体单位，成员单位55家，2018年牵头组建“西北儿科联盟”，成员单位68家，区域影响力不断扩大。

医院先后被评为西安市先进集体、陕西省先进集体、陕西省文明单位标兵、陕西省先进基层党组织、全省卫生系统“白求恩精神奖先进集体”、“巾帼文明岗”、全国文明单位、“群众满意的医疗机构”等。近年来，在市委、市政府的大力支持下，医院就医环境不断改善，门诊医技综合楼、感染病房楼已相继投入使用。全院职工秉承“厚德 至善 精业 进取”的院训，不断提高医疗质量和服务水平，努力创建国家区域性儿童医疗中心，力争打造成全国一流儿童医院。