Với quan điểm phát huy nội lực và mở rộng quan hệ quốc tế để tạo sự phát triển bền vững,ngay từ những năm đầu mới thành lập, thông qua các hoạt động chuyên môn và nhiều "kênh" đối ngoại khác, Bệnh viện Phụ sản Trung ương đã dần dần tạo dựng được mối quan hệ với nhiều nước và tổ chức quốc tế.
Những năm 1966-1972, thời kỳ máy bay Mỹ đánh phá ác liệt miền Bắc và Thủ đô Hà Nội, hàng chục đoàn khách quốc tế vẫn đến thăm và làm việc tại viện, mang đến cho cán bộ, nhân viên y tế Bệnh viện những tình cảm đoàn kết, hữu nghị, sự giúp đỡ thiết thực về thuốc men, trang thiết bị y tế, lương thực nhằm sẻ chia khó khăn trong những lúc gian khó. Trong phòng truyền thống của Bệnh viện Phụ sản Trung ương hiện còn lưu giữ được khá nhiều những bức ảnh tư liệu quý ghi lại hình ảnh các đoàn khách quốc tế đến thăm Bệnh viện, trong đó có đoàn đại biểu Liên đoàn phụ nữ dân chủ thế giới, các tổ chức quốc tê (PAM, WHO, UNFPA, UNICEF, IPAS, APPEL...). Nhiều nước trên thế giới như Liên Xô (cũ), Nhật Bản, Pháp, Đức, Italia, các nước Đông Âu (cũ), Canada, Thuỵ Điển, Trung Quốc, Mông Cổ, Ấn Độ, Đan Mạch, Anh, Hoa Kỳ, Mianma và một số nước khác cũng trực tiếp đến tham quan, trao đổi hợp tác và giúp Bệnh viện mở nhiều lớp đào tạo cán bộ y tế trong lĩnh vực chuyên ngành sản phụ khoa-kế hoạch hoá gia đình và sơ sinh.
Sau khi nước nhà thống nhất, nhất là từ năm 1986 trở lại đây, trong xu thế hội nhập và phát triển, quan hệ hợp tác quốc tế của Bệnh viện ngày càng được mở rộng. Nội dung hợp tác cũng đa dạng hơn, trong đó đặc biệt chú trọng tới việc hợp tác, trao đổi kinh nghiệm trong công tác đào tạo, nghiên cứu khoa học. Dưới sự giúp đỡ, viện trợ của các tổ chức WHO, UNICEF, IPAS, UNFPA, FHI, PATHFINDER, APPEL..., nhiều hội nghị, hội thảo quốc tế, các nước đào tạo chuyên ngành đã được mở tại Bệnh viện và một số tỉnh, thành phố, dưới sự giảng dạy trực tiếp của chuyên gia nước ngoài và cán bộ y tế đầu ngành của Việt Nam.
Với sự tài trợ của một số nước và tổ chức quốc tế, hàng trăm dự án, công trình, đề tài nghiên cứu khoa học đã được đội ngũ cán bộ y tế của Bệnh viện triển khai đạt kết quả tốt. Trong số này phải kể tới dự án về phá thai an toàn do Tổ chức Y tế thế giới (WHO) tài trợ đã đạt hiệu quả cao, được ứng dụng rộng rãi tại nhiều cơ sở chuyên khoa phụ sản trong cả nước, góp phần giảm tai biến do nạo phá thai gây nên. Một số dự án khác như dự án "Chuẩn quốc gia về chăm sóc sức khoẻ sing sản" (do tổ chức UNFPA tài trợ); đề tài nghiên cứu của KhoaVi sinh về "Nhiễm trùng đường sinh dục dưới" (WHO tài trợ); đề tài "Điều tra phát hiện chửa trứng vô thể ở các trường hợp nạo phá thai 3 tháng đầu" do Khoa Phụ ung thư thực hiện với sự tài trợ và hợp tác của tổ chức WHO.
Liên tục hàng chục năm nay, tổ chức APPEL (Pháp) đã có nhiều hoạt động thiết thực giúp đỡ về kinh phí và trang thiết bị y tế cho Bệnh viện. Với sự giúp đỡ của tổ chức này, Khoa sơ sinh của Bệnh viện đã được nâng cấp, trang bị thêm nhiều trang thiết bị y tế hiện đại như máy hút, máy tiêm truyền, đèn chiếu điều trị bệnh vàng da, lồng ấp, hệ thống ôxy có vân..., góp phần nâng cao chất lượng điều trị cho trẻ sơ sinh, nhất là trẻ thiếu tháng nhẹ cân. Tổ chức cứu trợ nhi đồng Mỹ cũng giúp Khoa Sơ sinh mở lớp đào tạo áp dụng các phương pháp sơ sinh đạt kết quả tốt.
Các tổ chức ESPERANCE, APPEL và Sở Y tế Pa-ri (Pháp) còn cử chuyên gia và tài trợ giúp Bệnh viện tổ chức hàng trăm các lớp đào tạo chuyên môn kỹ thuật cho đội ngũ y tá, nữ hộ sinh và một số lớp y tá-điều dưỡng trưởng, nữ hộ sinh trưởng về công tác quản lý điều dưỡng, chăm sóc người bệnh.
Với uy tín ngày càng được nâng cao, số sinh viên, nghiên cứu sinh, bác sĩ từ nhiều nước trên thế giới đến tham quan, học tập và thực tập tại Bệnh viện Phụ sản Trung ương ngày càng đông, trong đó có Hoa Kỳ, Pháp, CHLB Đức, Thuỵ Điển, Lào, Campuchia..., Bệnh viện cũng cử hàng chục bác sĩ đi đào tạo cao học, tiến sĩ, phó tiến sĩ, tại một số nước có nền y học tiên tiến như Nga, Hoa Kỳ, Anh, Singapore, Pháp, Thái Lan..., tạo điều kiện cho cán bộ của Bệnh viện nâng cao tay nghề chuyên môn cũng như tích luỹ thêm kinh nghiệm trong công tác quản lý.