Předchůdcem Dětského centra Kladno bylo neurofyziologické oddělení Nemocnice Kladno, které bylo v 60. letech 20. století začleněno jako jedna ze stanic pod dětské oddělení. Při poválečné výstavbě nových budov kladenské nemocnice se počítalo s porody tuberkolozních matek. Pro nutnou izolaci těchto novorozenců se vyhradilo 4. poschodí dětského oddělení. Tbc ustoupila a tak neplnila část dětského oddělení funkci, pro kterou bylo zřízeno.
Tehdejší primář dětského oddělení MUDr. Jaromír Jiroutek začal prostory využívat pro děti dlouhodobě nemocné, hlavně ze sociálně slabších rodin, které nebyly schopny poskytnout dítěti potřebnou péči. Na tomto poschodí se ošetřovaly také děti zanedbávané, děti určené k osvojení i děti s handicapem, které rodina odmítala. V roce 1968 vznikla dětská chirurgie, pro kterou se hledaly vhodné prostory.
Souběžně byl v Rozdělově vybudován nový objekt, který měl původně sloužit jako jesle. Budovu nakonec získalo neurofyziologické oddělení, jež organizačně stále spadalo jako stanice dětského oddělení kladenské nemocnice. Ve třech odděleních zde bylo umístěno 30 dětí ve věku od 0 do 3 let. Děti handicapované zde často pobývaly i do 8 let, dokud se pro ně neuvolnilo místo v ústavech sociální péče. Děti se propouštěly zpět do svých rodin, do náhradní rodinné péče, přesunovaly se do dětských domovů a do ústavů sociální péče.
Od 1. 1. 1982 se neurofyziologické oddělení odčlenilo od dětského oddělení a získalo statut (organizační řád) Dětského domova. V čele jednoho ze zařízení s lékařem jako ředitelem byla MUDr. Irena Plešingerová.
Od 1. 10. 1984 se zařízení zvětšilo o nevyužitou budovu jeslí na Stochově. Získáním detašovaného pracoviště se zvýšila zařízení na 55 lůžek. V budově v Kladně zůstalo 30 dětí od 0 do 1 roku a děti s handicapem, na Stochově přibylo 25 lůžek pro děti od 1 do 3 let. Zvýšil se i počet pracovních míst o personál na Stochově a nově vzniklo místo pro vlastní zdravotně sociální pracovnici.
V roce 1992 se dětský domov stává samostatným právním subjektem. Po zániku okresních úřadů se stal od roku 2003 zřizovatelem zařízení Středočeský kraj.
V roce 2012 se dětský domov transformoval na dětské centrum. Vedle hlavní činnosti (dětský domov pro děti zpravidla od 0 – 3 let věku - zdravotní služba) vykonává službu spojenou s pověřením sociálně – právní ochrany dětí (zařízení pro děti vyžadující okamžitou pomoc, zařízení odborného poradenství, ubytování pro matky s dětmi s edukací a denní pobyty dětí).