北京大学第三医院妇产科是中国大陆第一例试管婴儿诞生地。2004年成为北京市首批成立的五家产前诊断机构之一，经过10余年努力，目前已成为国内一流的母胎医学中心。产科于2010年获得卫生部重点专科建设项目，并成为北京市海淀区危重孕产妇及围产儿转诊救治中心，同时作为区域医疗中心接收来自全国各地转诊的疑难及危重孕产妇，每年举办危重孕产妇救治及助产培训班，为周边省市培养技术骨干2000余人。
北医三院产科在国内较早开展产前筛查和产前诊断，从孕前、产前全方面关注母婴健康。产前诊断中心积极开展各种产前诊断技术，包括胎儿核磁共振检查、绒毛活检术、羊水穿刺、经腹脐带血穿刺以及胎儿镜下先天性遗传性疾病的诊断性活检等技术。2014年该院的产前诊断病例总量居北京市首位。自2014年申请开展临床高通量测序技术（即无创产前检查技术）并获得国家卫计委批准。
近年来该院双胎及多胎妊娠患者逐年增多，从2008年起，产科在国内率先开展了胎儿镜宫内手术，针对双胎输血综合征（TTTS）、选择性胎儿生长受限（SIUGR）、双胎之一严重畸形等复杂性双胎开展临床研究，目前已成功完成了百余例胎儿镜下胎盘血管激光凝固术及500余例多胎妊娠减胎手术，包括早、中孕期的氯化钾减胎术、中孕期胎儿镜下脐带结扎术、射频消融减胎术等，现已成为我国最大的胎儿疾病诊治中心之一，在复杂性双胎的治疗领域处于国内领先水平。
作为北京市海淀区危重孕产妇及围产儿转诊救治中心，北京大学第三医院产科近三年平均每年分娩量5000人次，在北京市各综合医院中位居首位，每年接受外院产前诊断转诊2400余例，产科合并症高危转诊600余例，2014年上报北京市极危重症孕产妇病例120余例，在疑难及危重孕产妇救治、降低孕产妇死亡率方面做出了卓越贡献。针对剖宫产再孕患者的增多，产科开展了关于胎盘植入及凶险性前置胎盘的临床研究，成立了专门的胎盘植入研究小组，自主创新，探索出新的减少术中出血的子宫缝合方法，并组成了由妇产科、泌尿外科、血管介入、麻醉及危重医学等多科室协同作战的胎盘植入围术期处理团队，对这一严重威胁孕产妇生命的产科并发症发起挑战，目前在该疾病的诊断及治疗领域处于国内领先水平。
