儿科医学部儿童重症医学科成立于2007年，2020年7月学部制改革后整合为解放军总医院儿科医学部儿童重症医学科。下设3个病区，是目前国内一流的儿科重症监护专科。现有高职专家3名，专业技术人员100余人。在国内最早开展介入肺科技术，以儿科体外膜肺氧合技术（ECMO）为核心的体外生命支持技术为特色，在军内最先开展腔镜手术治疗先天性食管闭锁、食管裂孔疝等疾病。注重院前诊断和处理，内外科联合诊治，为各种需要转运救治患儿提供一站式医疗服务，包括陆路、高铁、航空等各种方式转运，为儿童健康保驾护航。2016年率先在国内开展儿科ECMO转运，并在国内成功开展第一例ECMO辅助下暴发性心肌炎儿童心脏移植手术，获中国医师协会体外生命支持专业委员会颁发“2018年年度规模奖”，被评为体外生命支持培训基地，并获得国际ELSO组织授权首次在国内举办儿科ECMO培训班，获全军医疗成果奖二等奖2项，主持国家自然科学基金等省部级课题6项。