温州市中西医结合医院新生儿科成立于1958年，谢昌文、林超凡等中医儿科名医加入联合医院，这批医师解放前就在温州市区有着很高的社会名望。西医儿科医师赖承业也同时加入联合医院，新生儿科从联合医院建院时起，就在温州市区有着较大的影响。

由于新生儿科长期以中医为主，治疗范围有一定的局限性。在发展过程中，逐步吸收现代医学的精华，开展中西医结合医疗、特别是上世纪70年代，中医新生儿科医师吸收西医的先进诊断治疗手段，在保持中医诊疗特色的同时，博取西医的有效治疗方法，进一步扩大治疗范围，加强了中西医结合新生儿科诊疗技术的发展。

1984年，因业务发展需要，特别是门诊量的增加，医院分设西医新生儿科和中医新生儿科，由陈志瑾担任新生儿科主任。新生儿科病区设床位28张，数年门诊量维持在10万人次左右。1999年，因医院搬迁，新生儿科业务一度受到一定影响，新生儿科病区床位缩至12张。2006年，医院加大新生儿科发展力度，增设床位32张。2000年，中医新生儿科引进院内首位硕士研究生，带动了中医新生儿科的科研、业务创新。

2009年儿童床位增至42张，门诊量达110331人次，年出院病人1844人次。全科有新生儿科医师24名，其中副主任医师6名，主治医师8名。当时已开展心包穿刺、腰穿、胸穿、骨穿、腹穿、排泄性膀胱尿路造影、肾活检等检查，使新生儿科的综合治疗能力达到一定的水平，深得温州及周边地区群众信赖。

2010年4月，经温州市人民政府批复，温州市儿童医院挂牌成立，与温州市中西医结合医院按“一套班子，两块牌子”的模式进行管理和运作，人员技术上整合了温州市中心医院、温州市人民医院及市中医院、中西医结合医院等4家三级甲等综合性医院的新生儿科资源，是一所集儿童疾病预防、医疗、保健、康复于一体、按照三级医院标准建设的儿童专科医院。

先后成为温州市重点学科单位，浙江省住院医师规范化新生儿科基地，美国儿科学会中国教育基地，复旦大学附属儿科医院临床基地，浙江省儿科专病区域中心，国家中医药管理局的“十二五”重点专科培育单位，温州市中医儿科临床建设基地，温州市最佳中医特色专科。先后成立温州市儿童生长发育中心，温州市青少年糖尿病诊治中心。

开展极低、超低出生体重儿的临床综合管理、新生儿呼吸衰竭的综合救治、小儿机械通气、小儿纤维支气管镜、小儿肺功能检测、小儿消化内镜技术、肝肾穿刺活检、小儿多导睡眠(PSG)监测、小儿心脏组织多普勒成像技术、小儿动态-视频脑电图监测技术、小儿垂体内分泌功能刺激试验、儿童骨折弹性钉技术、小儿亚低温治疗技术、睡眠呼吸障碍诊治技术、遗传代谢病色谱筛查诊断技术、药物浓度监测、外周淋巴细胞染色体核型诊断技术、中药穴位敷贴等特色技术。

医院常规设有新生儿科各专科门诊，同时配置中医新生儿科治疗室，独立的儿童生长发育中心单元。年门诊量平均40万左右，年出院病人平均8500人次左右。参与卫生部多中心课题4项，在研课题32项，其中省部级课题2项，在国内核心期刊共发表论文100多篇。医院每年召开多次学术会议，承办多项国家及省级继续教育项目。

2018年6月，市政府、市卫计委对原市儿童医院资源进行拆分重组，一部分迁入市人民医院信河院区，与市人民医院妇产科部分资源整合成立温州市妇女儿童医院；一部分仍保留在温州市中西医结合医院新生儿科，继续保留新生儿科门急诊和新生儿病区、新生儿科病区。