医院设有冠心病中心、心律失常中心、急重症中心、心力衰竭中心、肺血管病中心、高血压中心、临床药理中心、血脂异常与心血管病诊治中心、内分泌与心血管病诊治中心、血栓性疾病诊治中心、特需医疗中心、成人外科中心、血管外科中心、小儿外科中心、术后恢复中心、麻醉中心、体外循环中心、放射影像中心、超声影像中心、核医学影像中心、功能检测中心、临床检验中心等临床和医技科室。
开拓进取引领心血管诊疗技术发展
建院初期，阜外医院开展了胸廓成形术、肺切除术、食管癌切除术以及低温直视与体外循环心脏直视手术，填补了我国技术空白。二十世纪七八十年代，开展了我国例室壁瘤切除术、冠状动脉搭桥术和人工生物瓣置换术等新技术，奠定了“阜外”在胸心血管外科领域的地位。改革开放以来，医院陆续开展国内例急性心肌梗死冠状动脉内溶栓、Bentall术、大动脉调转术、急性心肌梗死及并发心源性休克的直接PCI、冠状动脉支架置入术（裸支架）、不停跳非体外搭桥术、杂交冠状动脉血运重建术，国际例大动脉双根部调转术、杂交技术新生儿室间隔完整型肺动脉瓣闭锁等诸多新技术。
为加快疑难重症心血管疾病救治难题破解，阜外医院始终坚持探索新技术，示范引领国内外临床诊疗新实践。2023年共开展26项新技术、新项目。包括单纯超声引导下完全可降解封堵器介入房间隔缺损、左心耳脉冲消融封堵系统用于非瓣膜性房颤患者的、CorVard 4.0介入式心室辅助系统高危PCI技术临床应用等国内首创、国际的医疗攻关技术。此外，结合临床诊疗能力提升规划，医院着力于构建心血管急症患者多学科一体化急救体系、心血管病人群呼吸睡眠平台管理体系、新生儿及儿童先心病围术期肺功能量化评价及救治体系，升级围手术期麻醉、心脏外科手术及术后恢复各环节诊疗水平与技术设备，为相关疾病患者构建有效的临床路径，提高诊疗水平和效率，促进患者术后康复。
国家区域医疗中心同质化建设
自2013年起，在国家卫生健康委及其他各部委、各司局及地方政府的大力支持下，阜外医院充分发挥作用，陆续输出建设云南省阜外心血管病医院（以下简称“云南阜外”）、阜外华中心血管病医院（以下简称“华中阜外”）和中国医学科学院阜外医院深圳医院（以下简称“深圳阜外”）三家区域医疗中心。以同质化发展为目标，利用“传帮带”模式推进医疗、教学、科研、预防、管理等各方面能力和水平的提升。
完善心血管病专业医疗质量控制体系
自2009年起，阜外医院受国家卫生健康委的委托，先后成立5个质控中心，分别是国家心律失常介入技术医疗质控中心、国家心血管系统疾病医疗质控中心、国家心脏移植技术医疗质控中心、国家结构性心脏病介入技术医疗质控中心、国家外周血管介入技术医疗质控中心，各质控中心共下设17个亚专业组，承担全国心血管病专业医疗质量管理和控制工作。截至2023年，心血管病相关专业质控中心实现省级质控工作全覆盖，并延伸到63.1%的地市，“国家、省、市、县”四级质控工作网络不断完善；组织制订《心血管系统疾病医疗质量控制指标（2021年版）》，包含11个病种和技术105项质控指标，并由国家卫生健康委发布；连续9年参与编写国家卫生健康委年度《国家医疗服务与质量报告》，连续3年组织编写并发布年度《国家医疗服务与质量报告——心血管病专业分册》，并首次发布省级质控报告；提出心血管病相关专业国家医疗质量改进目标，组织开展医疗质量改进行动，包括制定、发布、解读规范化诊疗流程和标准，开展多层次专业能力提升和质控培训，针对关键质量问题开展专题调研，定期反馈质控信息，指导省级质控组织开展质控工作。推动我国心血管病相关专业医疗质量持续改善。