Khoa Huyết học – Truyền máu bệnh viện Bạch Mai được thành lập từ năm 1963 tách ra từ Khoa xét nghiệm của Bệnh viện Bạch Mai. Năm 1984 do nhu cầu phát triển, khoa Huyết học-Truyền máu đã được nâng cấp thành Viện Huyết học-Truyền máu trực thuộc Bệnh viện Bạch Mai. Năm 2004 Viện Huyết học -Truyền máu Trung ương tách ra khỏi Bệnh viện Bạch Mai trực thuộc Bộ Y tế. Kể từ đó khoa Huyết học -Truyền máu Bệnh viện Bạch Mai được tái lập và đảm nhiệm mọi chức năng về Huyết học -Truyền máu đối với Bệnh viện Bạch Mai.

Đến tháng 2 năm 2018 khoa được nâng cấp thành Trung tâm Huyết học và Truyền máu.