2005年5月，借助华山医院神经外科集团的优势，医院与复旦大学附属华山医院共同组建“上海市华山神经外科（集团）医院市五分院”。经过4年的建设，逐步形成以“脑垂体瘤综合诊治”及“脑血管疾病介入治疗”为特色的学科发展方向。
2005年10月，为配合保障上海市2010年世界博览会建设而由市区动迁到浦江世博家园的居民能得到及时、良好的医疗卫生服务，根据市、区各级领导的指示，医院在世博家园设立门诊部。门诊部的医务人员本着“尽我们所能，一切为病人着想”的宗旨,全心全意为世博家园的病人服务,得到了世博家园百姓的充分肯定。
2006年12月，为整合医疗资源，使闵行地区的肿瘤患者能就近享受到市级一流专家的服务，在闵行区政府的大力支持和推动下，以市五医院肿瘤科为基础，闵行区中心医院共同参与，联手组建的“复旦大学附属肿瘤医院闵行分院”正式挂牌。分院的管理整体委托肿瘤医院，诊疗模式完全采用复旦大学附属肿瘤医院的多学科综合治疗模式，可以满足不同肿瘤病人的手术治疗、化学治疗、血管介入治疗、生物治疗、中医中药治疗和放射治疗等肿瘤综合治疗。
2007年12月，借助复旦大学的学科平台，集聚校内相关资源，与中国工程院陆道培院士合作，全国一流的以干细胞移植为主要治疗手段的“复旦大学血液病中心”正式成立。在陆道培院士的带领下，五院在血液病的研究和治疗上取得了突飞猛进的进展。干细胞移植和血液肿瘤病的治疗成为医院血液学科特色。
申报国家药物临床试验机构（GCP）通过了国家食品药品监督管理局的认定并获得《药物临床试验机构资格认定证书》，是医院临床诊疗走向规范化、科学化的另一亮点。目前医院的泌尿外科专业、肾脏病学专业和神经内科专业是通过认证的三个专业，并且也都是医院重点建设的学科。
2009年，医院中心实验室经过持续建设和发展，通过区科委专家组验收，成为闵行区开放式的医学科研平台、闵行区医学科技孵化基地。中心实验室正式投入使用，提升了闵行医学科研能级，推进对外合作交流，促进了闵行区医疗卫生事业的全面发展。
