大阪市立総合医療センターの真骨頂といえるのが、小児医療センターおよび高度救命救急センターとしての機能です。
院内に独立したセンターとして機能する小児医療部門は、小児がん拠点病院、総合周産期母子医療センター（NICU/GCU）、小児循環器・心臓血管外科を包括し、近畿圏屈指の症例数を扱っています。小児科病棟には専属のチャイルドライフスペシャリスト（CLS）や院内学級が配置され、長期入院を余儀なくされる難病の子どもたちとその家族を多角的に支える体制が整っています。親の口コミでも「他院で手術不可能と言われた先天性疾患を救ってもらった」という切実な感謝の声が目立ちます。
また、屋上ヘリポートを備えた救命救急センターは、重篤な多発外傷、脳卒中、重症心不全など、一刻を争う「3次救急患者」を24時間体制で受け入れています。ここで注意すべきは、夜間休日に「風邪気味だから」「日中忙しかったから」という軽症理由で救急外来（ER）を受診することの不適切さです。トリアージによって重症者が優先されるため、軽症者は数時間放置される形になり、さらに時間外選定療養費が加算される場合もあります。真に高度な救命機能を必要とする患者へリソースを集中させる構造が徹底されています。
