Trung tâm Đột quỵ là đơn vị lâm sàng của Bệnh viện, thực hiện chức năng tiếp nhận, đánh giá, phân loại, xử trí cấp cứu, điều trị tích cực, phục hồi chức năng, dự phòng đột quỵ cho người bệnh. Thực hiện chức năng: Nghiên cứu khoa học, Đào tạo, Chỉ đạo tuyến, Hợp tác quốc tế.

Trung Tâm Gây Mê Hồi Sức là nơi nhận gây mê cho tất cả các loại phẫu thuật từ đơn giản đến phức tạp, cả mổ phiên hàng ngày đến mổ cấp cứu cho tất cả các chuyên khoa ...như: ngoaị, sản, tim mạch ( mổ tim  dưới THNC) Tai mũi họng, Răng Hàm Mặt, Mắt, phẫu thuật nội soi các loại ( Nội soi hô hấp, ngoại khoa, sản, TMH..), Ghép tạng ( Ghép thận ).

Trung tâm Hô hấp - Bệnh viện Bạch Mai thực hiện các chức năng khám, chẩn đoán, điều trị bệnh nhân thuộc chuyên khoa hô hấp với kỹ thuật cao; tham gia đào tạo và phát triển nguồn nhân lực y tế ở các trình độ và các loại hình đào tạo về lĩnh vực hô hấp; tham gia công tác chỉ đạo tuyến, nghiên cứu khoa học và hợp tác quốc tế về lĩnh vực hô hấp.

Trung Tâm Hồi Sức Tích Cực là nơi điều trị  bệnh nhân nặng cần hồi sức tích cực. Đào tạo và huấn luyện cán bộ sau đại học và trên đại học. Chỉ đạo tuyến  dưới. Nghiên cứu khoa học. Thông tin tư vấn về Hồi sức cấp cứu. Hợp tác quốc tế.