Работу грудных отделений, находившихся в медицинском отношении в ведении главного врача, возглавлял старший врач (1), ему подчинялись младшие штатные врачи (9, из них 1 – оспопрививатель), сверхштатные врачи (8, из них 1 – оспопрививатель и 1 – помощник прозектора), врачи-экстерны (3), прозектор (1), фельдшеры (3), фельдшерицы (2), повивальные бабки (2).
В 1799 г. при Московском воспитательном доме была открыта Окружная больница для городских и сельских «негрудных» питомцев. И хотя это была больница не городского масштаба, а так сказать ведомственная, она стала первым в России детским стационаром. Задуманная как инфекционная, Окружная больница во второй половине XIX в. превратилась в многопрофильный стационар со специализированными инфекционным и наследственным отделением для грудных младенцев; терапевтическим и хирургическим отделением для питомцев младших и старших возрастных групп как самого Воспитательного дома, так и сельских округов; для воспитанников малолетнего отделения; воспитанниц Николаевского института. Кроме того, в больнице получали лечение взрослые учащиеся-воспитанники, а также кормилицы и служащие Воспитательного дома, а также заведений, находившихся в его ведении.
В штате Окружной больницы работал 1 старший врач, заведовавший стационаром и подчинявшийся непосредственно главному доктору, 3 младших (штатных) врача, 5 сверхштатных и 1 зубной. Ставка врача-прозектора была одна на больницу и грудные отделения.
В 1871 г. при Окружной больнице начала свою работу детская поликлиника для приходящих пациентов.
Результатом всех проведенных мероприятий стало снижение заболеваемости и смертности среди питомцев Воспитательного дома с 81,7 % в 1764 г. до 24,3 % в 1914 г.
Среди главных врачей Московского Воспитательного дома, сыгравших чрезвычайно важную роль в значительном улучшении оказания медицинской помощи воспитанникам, снижении показателей заболеваемости и смертности, следует назвать, прежде всего, уже упомянутого доктора К. Мертенса и исполнявшего по поручению императрицы Марии Федоровны обязанности главного врача Дома во время Отечественной войны 1812 г. главного врача Мариинской больницы для бедных доктора Х. И. Оппеля. На должность главного врача назначали опытных клиницистов, докторов медицинских наук, общественных деятелей, среди которых – профессор Е. О. Мухин (1813–1817 гг.), профессор А. А. Альфонский (1830–1850 гг.), доктор медицины А. И. Блументаль (1850–1869 гг.), доктор медицины А. И. Клементовский (1869–1882 гг.), доктор медицины А. В. Соловьев (1882–1885 гг.), доктор медицины Н. Ф. Миллер (1885–1897 гг.) и доктор медицины А. Н. Устинов (1897–1916 гг.).
Родовспомогательное заведение Московского воспитательного дома было первым стационаром по оказанию акушерской, а затем и гинекологической помощи женщинам. Повивальный институт стал одним из первых в России центров, где было положено начало профессиональному образованию акушерок и врачей, заложены основы научного отечественного акушерства. Благодаря открытию Повивального института, появлению квалифицированных акушерок и улучшению оказания родовспомогательной помощи, снизилась смертность как среди рожениц, так и среди новорожденных.
Немаловажное значение имела деятельность Московского воспитательного дома в открытии в 1842 г. первой Московской городской детской больницы на Малой Бронной, которая с 1845 г., после угрозы ее закрытия из-за отсутствия финансовой поддержки, была принята руководством Воспитательного Дома в свое ведомство и находилась в его составе до 1883 г. Первым главным врачом больницы на Бронной был доктор А. С. Кроненберг.
После Октябрьской революции, с 1 января 1918 г. в составе образованного Наркомата государственного призрения, вскоре переименованного в Наркомат соцобеспечения, начал функционировать отдел охраны материнства и младенчества (ОММ). Выполняя распоряжение № 14 по Комиссариату социального обеспечения от 13 мая 1918 г. за подписью наркома А. Винокурова о немедленной реорганизации воспитательных домов и, в первую очередь Московского воспитательного дома, при отделе ОММ была создана специальная Медицинская комиссия, которую возглавил видный акушер, профессор А. Н. Рахманов, а ее членами стали авторитетные российские акушеры и педиатры Н. Ф. Альтгаузен, А. П. Барон, Б. С. Вейсброд, Г. Л. Грауэрман, С. О. Дулицкий, А. А. Кисель, А. И. Лагутяева, С. А. Лянды, В. И. Молчанов, П. С. Медовиков, М. М. Райц, Г. Н. Сперанский. В июне 1918 г. Отдел ОММ принял решение сократить наполовину штат Воспитательного дома и его смету, отделить в финансовом и хозяйственном отношении от него прачечную, ферму «Загородный Двор», закрыть 19 школ при Воспитательном доме и передать их в Народный комиссариат просвещения.