天津市兒童醫院的前身是婦嬰醫院，1881年由李鴻章出資捐助在紫竹林地區海大道（現大沽路152號）建成，美國傳教士霍華德任第壹任院長。
1915年婦嬰醫院由海大道舊址遷至南關大街新院址，起名為“中華基督教衛理公會婦嬰女醫院”，美國傳教士谷愛格任院長。是年開始門診、出診治療病人和收容住院患者，並創辦醫院附設護士學校。
1947年門診量達13074人次，年住院病人1156人次。1947年12月3日婦嬰醫院向天津市政府衛生局立案，朱憲彜為代理院長，全院***38人（其中醫事人員20人）、病床60張。
1949年1月15日天津市解放後，醫院更名為天津市私立婦嬰醫院，全院***38人，設內科、外科、婦產科、小兒科、眼科、耳鼻喉科、肺癆科、X光科、電療科，有病床50張（其中：特等2張、壹等5等、二等7張、三等36張）。
1988年4—10月先後在急救中心三樓開設內科監護病房，四樓開設心外監護病房，使全院病床從501張增至521張，6—11月在住院樓東側動工興建行政教學樓（1989年11月竣工）。為了發揮本院離退休醫務人員的作用，經市衛生局批準，於10月18日正式成立“兒童病專家醫院”（10月22日開診），由1名離休幹部任院長。
1988年10月24—27日由兒童醫院主辦在天津召開第二屆國際小兒外科討論會，參加會議的來自國內、美、英、日、荷蘭等國代表***200余人，市人大常委會副主任範權、副市長錢其璈出席開幕式並講話。1988年11月兒童醫院與中華醫學會天津分會合作，主辦了第壹屆小兒耳鼻喉科學術會議，全國各地100多位代表參加。
1991年6月1日在幹部俱樂部召開“慶祝兒童醫院建院40周年大會”。會上，聘任加中兒童健康基金會執行主席謝華真教授為兒童醫院名譽院長。為改善科研工作環境，10月份開始在住院樓北側動工興建“綜合科技樓”（1993年交付使用）。
1992年底全院***有職工1187人，下設20個職能科室，16個醫技科室，以及兒科研究所、護士分校、兒科專業臨床教學部和兒童病專家醫院，全院有16個病區，521張病床。