С июля 2005 по апрель 2017 года под руководством А.Г. Карапетяна МОКДЦД (ныне НИКИ детства) значительно прирос стационарными мощностями и научными базами. Важнейшим этапом стал 2010 год, когда к учреждению присоединились два детских санатория. Это положило начало формированию собственных отделений восстановительного лечения. Первое из них расположилось в Химках, а второе и третье — на базе санатория «Золотой ключик» в деревне Костино. В дальнейшем, с открытием в 2012 году крупного филиала в Мытищах, подразделения из Костино переехали на новую площадку, а в 2017 году были перепрофилированы в современные отделения реабилитации и кардиоревматологии.
Особое место в этот период заняла помощь детям с редкими генетическими заболеваниями. В 2016 году открылось отделение муковисцидоза, которое уже в 2021 году стало полноценным Центром, а в 2022 году — Центром наследственных заболеваний легких, оказывающим помощь пациентам детям Московской области и РФ.