Khoa Chấn thương Chỉnh hình và Cột sống thuộc Bệnh viện Bạch mai có chức năng tổ chức thực hiện khám và điều trị tất cả các bệnh lý thuộc chuyên khoa Chấn thương Chỉnh hình và Cột sống; tham gia nghiên cứu khoa học, đào tạo và chỉ đạo tuyến của bệnh viện.

Khoa Da Liễu là đơn vị Khám bệnh và điều trị trong ngày. Đơn vị Điều trị nội trú. Điều trị nội trú các bệnh lý da, bệnh lây truyền qua đường tình dục. Đơn vị Laser – Thủ thuật. Đơn vị Chăm sóc da và Tế bào gốc. Đơn vị Xét nghiệm và Chẩn đoán hình ảnh​​​​​​​

Khám chữa bệnh cho mọi đối tượng có nhu cầu: BHYT đúng tuyến, tự nguyện. Khám, cấp giấy chứng nhận sức khỏe học tập, lao động và người điều khiển các phương tiện giao thông cơ giới trong nước.

Khám chữa bệnh ngoại trú cho nhân dân. Tư vấn, quản lý, giáo dục sức khoẻ. Khám sức khoẻ định kỳ cho các cơ quan, tập thể. Khám sức khoẻ cho người đi nước ngoài và những người nước ngoài đến làm việc tại Việt Nam. Tham gia các hoạt động của bệnh viện. Tham gia các hoạt động giảng dạy phối hợp với bệnh viện và trường Đại học Y Hà Nội.

Khám chữa bệnh: Tổ chức cấp cứu và khám chữa bệnh cho tất cả các bệnh nhân đến khám và chữa bệnh mắt tại Bệnh viện Bạch Mai. Phối hợp với các viện, khoa khác trong bệnh viện trong công tác khám chữa bệnh

Khoa Nội tiết Đái tháo đường thực hiện các chức năng thăm khám, chẩn đoán, điều trị bệnh nhân thuộc Chuyên khoa Nội tiết – Chuyển hóa

Khoa Phẫu thuật Lồng ngực thuộc bệnh viện Bạch mai có chức năng nhiệm vụ tổ chức thực hiện khám, điều trị và phẫu thuật tất cả các bệnh nhân có bệnh lý thuộc chuyên ngành lồng ngực, mạch máu, tuyến vú, tuyến giáp, ghép tạng...tham gia nghiên cứu khoa học, đào tạo và chỉ đạo tuyến của bệnh viện.

Khám và điều trị trong lĩnh vực Tạo hình và thẩm mỹ và là cơ sở đào tạo về các lĩnh vực phẫu thuật tạo hình, thẩm mỹ của trường đại học Y Hà Nội.

Khám và điều trị cho tất cả các bệnh nhân có bệnh lý Phẫu thuật Thần kinh tại Bệnh viện Bạch Mai. Phát triển các chuyên ngành mũi nhọn: Từng bước đưa Bệnh viện Bạch Mai trở thành trung tâm hàng đầu về ngoại khoa nói chung và về Phẫu thuật Thần kinh nói riêng.

Khoa Phụ - Sản là đơn vị trực thuộc Bệnh viện Bạch Mai, được xây dựng từ những năm đầu tiên thành lập Bệnh viện...

Xuất phát từ yêu cầu phục vụ bệnh nhân tại phòng khám đa khoa, điều trị các thương bệnh binh trong thời chiến cũng như nhu cầu đμo tạo cán bộ chuyên khoa của Bệnh viện Bạch Mai; Tổ chức Răng hàm mặt được hình thành từ năm 1970 do Bác sỹ Võ Thế Quang phụ trách, sau này là Giáo sư Võ Thế Quang - Giáo sư đầu ngành, nguyên Chủ tịch Hội Răng hàm mặt Việt Nam, nguyên Viện trưởng Viện Răng hàm mặt TP HCM, nguyên phó Hiệu trưởng và Trưởng khoa Nha -Trường Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh, nguyên Phó hiệu trưởng Trường Đại học Y Hà Nội.

Khoa Tai Mũi Họng được thành lập ngay sau những ngày tiếp quản Thủ đô (10/1954) do cố giáo sư Trần Hữu Tước làm chủ nhiệm.

Là đơn vị chuyên môn kỹ thuật về Y học cổ truyền hoạt động trong bệnh viện đa khoa đặc biệt tuyến trung ương, là cầu nối giữa Y học hiện đại với Y học cổ truyền. Kết hợp chặt chẽ với Cục Y Dược cổ truyển – Bộ Y tế về đường lối chủ trương chính sách, cũng như các quy chuẩn chuyên môn kỹ thuật để xây dựng hình mẫu tiêu biểu về khoa YHCT trong bệnh viện đa khoa hiện đại.

Là tuyến cuối cùng trong công tác khám bệnh và điều trị các bệnh nhân mắc các bệnh Truyền nhiễm. Tham gia phòng chống dịch bệnh, chỉ đạo tuyến, nghiên cứu khoa học và Hợp tác quốc tế.

Trung tâm cấp cứu A9 là nơi Cấp cứu và điều trị cho tất cả các bệnh nhân đến khoa cấp cứu. Giảng dạy, đào tạo bác sĩ và điều dưỡng chyên ngành HSCC. Nghiên cứu khoa học về cấp cứu. Chỉ đạo tuyến, hỗ trợ chuyên môn cho tuyến trước. Thực hiện cấp cứu ngoại viện khi có yêu cầu. Thông tin, tư vấn giáo dục, truyền thông cho cộng đồng về cấp cứu. Hợp tác quốc tế về cấp cứu.

Trung Tâm Chống Độc là nơi Cấp cứu - hồi sức - giải độc - điều trị nội trú, ngoại trú cho người bệnh ngộ độc cấp, mạn và các bệnh nội khoa khác.

Khoa Cơ Xương Khớp, bệnh viện Bạch Mai là một đơn vị đầu ngành nội khoa về cơ xương khớp của cả nước, là nòng cốt trong các hoạt động của Hội thấp khớp học Việt Nam, Hội loãng xương Hà Nội.

Trung Tâm Dinh Dưỡng LS là nơi xây dựng, kiểm tra, giám sát việc thực hiện chế độ dinh dưỡng tại các khoa lâm sàng. Hội chẩn dinh dưỡng với các khoa lâm sàng.

Trung Tâm Dị Ứng - MDLS là nơi khám tư vấn điều trị nội và ngoại trú một số bệnh dị ứng và tự miễn dịch hay gặp ở nước ta

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.

Trung tâm Huyết học Truyền máu thuộc Bệnh viện Bạch Mai có chức năng tổ chức thực hiện các nhiệm vụ về chuyên khoa Huyết học và Truyền máu như sau:Thực hiện khám, chữa bệnh, tham gia hội chẩn tư vấn chuyên môn về Huyết học và Truyền máu cho các chuyên ngành khác trong bệnh viện. Thực hiện xét nghiệm huyết học phục vụ toàn bệnh viện. Tổ chức lưu trữ, cung cấp máu an toàn cho toàn bệnh viện. Nghiên cứu khoa học, đào tạo và tham gia chỉ đạo tuyến của bệnh viện.

Trung Tâm Nhi Khoa là nơi khám và điều trị các bệnh chủ yếu về Nội Nhi cho trẻ em dưới 15 tuổi ở các tỉnh thành phố trên toàn quốc đặc biệt là các tỉnh thành phố phía Bắc; hiện nay đã bắt đầu triển khai Ngoại Nhi với sự kết hợp của Trung tâm Nhi khoa với các chuyên ngành ngoại khoa (tim mạch, phẫu thuật thần kinh, chấn thương chỉnh hình, ngoại tiêu hóa, phẫu thuật lồng ngực ...). Tiếp tục phát triển và triển khai can thiệp tim mạch trẻ em với sự hỗ trợ của Viện tim mạch.

Khoa Phẫu thuật Tiêu hóa – Gan mật tụy: khám, điều trị phẫu thuật bệnh lý ống tiêu hóa, hậu môn – trực tràng, gan mật – tụy, ổ bụng và một số bệnh đặc biệt như u tuyến thượng thận, u sau phúc mạc…. từ bệnh lý thông thường đến bệnh hiểm nghèo, phức tạp với đội ngũ phẫu thuật viên có kinh nghiệm được đào tạo bài bản trong và ngoài nước và đội ngũ điều dưỡng được tuyển chọn, khoa đã triển khai được nhiều kỹ thuật khó với tỷ lệ thành công cao.

Trung tâm là cơ sở Phục hồi chức năng duy nhất của Việt Nam hiện nay hoạt động chuyên môn theo nhóm kỹ thuật Phục hồi “Rehabilitation team” với đầy đủ các thành viên, đó là: Bác sỹ chuyên khoa Phục hồi chức năng, điều dưỡng Phục hồi chức năng, kỹ thuật viên Vật lý trị liệu, kỹ thuật viên Hoạt động trị liệu, kỹ thuật viên Chỉnh hình-chân tay giả, kỹ thuật viên Âm ngữ trị liệu. 

Trung tâm Thần kinh tự hào là đơn vị điều trị bệnh lý Thần kinh có quy mô lớn nhất Việt Nam. Với 231 giường điều trị nội trú, Trung tâm đã phát triển các đơn vị chuyên khoa sâu về Thần kinh

Trung tâm Thận tiết niệu và lọc máu - Bệnh viện Bạch Mai là chuyên khoa đầu ngành trong cả nước với nhiều hoạt động đa dạng trong khám chữa bệnh nội trú và ngoại trú, đào tạo chỉ đạo tuyến và hợp tác quốc tế.

Trung Tâm Tiêu Hoá - Gan Mật là nơi khám chữa bệnh chuyên khoa Tiêu hóa bao gồm khám chữa bệnh nội trú và ngoại trú.  Là cơ sở thực hành cho trường đại học Y Hà Nội và trường đại học Dược Hà Nội, trường Cao đẳng y Bạch Mai, trung cấp y An Khánh.

Trung Tâm Y Học Hạt Nhân & UB là nơi chẩn đoán và điều trị bệnh ung bướu: Kết hợp các phương pháp lâm sàng, cận lâm sàng chẩn đoán bệnh ung bướu; Điều trị bệnh ung thư bằng các phương pháp: Nội khoa, hoá chất, điều trị đích, miễn dịch, phẫu thuật và xạ trị...

Viện có chức năng khám, giám định y khoa để xác định tình trạng sức khỏe, tỷ lệ phần trăm (%) tổn thương cơ thể do thương tích, bệnh, tật, bệnh nghề nghiệp cho các đối tượng theo yêu cầu của các tổ chức, cá nhân theo quy định của pháp luật

Viện Sức khỏe Tâm thần là một Viện trực thuộc Bệnh viện Bạch Mai. Viện được thành lập theo Quyết định số 784/QĐ-BYT của Bộ Y tế, ký ngày 08/08/1991. Đây là một Viện đầu ngành về Tâm thần học

Viện Tim mạch Quốc gia là khám và điều trị các bệnh nhân Tim mạch với ứng dụng kỹ thuật cao bao gồm 3 lĩnh vực tim mạch: nội khoa, can thiệp và phẫu thuật ở cả hai đối tượng: người lớn, trẻ em.