Значительное место в работе отдела занимает сотрудничество с Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), которое обеспечивает Сотрудничающий центра ВОЗ в области репродукции человека, функционирующий на базе Центра с 1972 г. в рамках Специальной программы ВОЗ по репродукции человека и являющийся единственным сотрудничающим центром ВОЗ в России в данной области. С 2008 года Сотрудничающий Центр возглавляет акад. РАН, проф. Г.Т. Сухих. Работа Сотрудничающего Центра   проводится совместно с Европейским региональным бюро ВОЗ по следующим направлениям: предупреждение материнской и перинатальной заболеваемости и смертности, профилактика непланированных беременностей, совершенствование качества перинатальной помощи, охрана репродуктивного здоровья детей и подростков.  Специалисты Центра выступают в качестве экспертов на встречах и мероприятиях ВОЗ, вносят вклад в разработку документов ВОЗ, руководств, учебных пособий, их перевод на русский язык, адаптацию и представление на мероприятиях ВОЗ в русскоязычных странах Европейского региона ВОЗ.

Отдел участвует в организации научно-практических и образовательных мероприятий и ежегодно обеспечивает участие не менее 200 иностранных специалистов в мероприятиях, организуемых центром, таких как: Всероссийский научный форум "Мать и дитя", международные конгрессы "Репродуктивная медицина", "Новые технологии в диагностике и лечении гинекологических заболеваний", конференции "Амбулаторная практика в акушерстве и гинекологии", "Актуальные вопросы репродукции человека", "Анестезия и реанимация в акушерстве и неонатологии". Кроме того, отдел международного сотрудничества принимает все необходимые меры по организации визитов иностранных делегаций и специалистов в Центр с целью сотрудничества, ознакомительных визитов и обучения.

Отдел также ведет подготовку и организует приемы делегаций и отдельных специалистов, посещающих Центр с целью переговоров о сотрудничестве, ознакомительными визитами, а также с целью обучения; оказывает содействие специалистам Центра, участвующим в международных научно-образовательных мероприятиях и стажировках, а также в подготовке их публикаций в зарубежных научных изданиях.