תחום העיסוק של המחלקה הוא טיפול בחולים בתקופה סב-ניתוחית וטיפול בכאב. 

המחלקה כוללת מרפאת טרום הרדמה, חדר התאוששות, שירות לטיפול בכאב חריף ומרפאת כאב שבה מטופלים חולים עם כאבים כרוניים.
רופא-מרדים בודק חולים המיועדים לעבור הרדמה לצורך ביצוע ניתוח, פרוצדורות, פעולות פולשניות ו/או טיפולים אחרים הכרוכים בכאבים או בסכנה להפרעה בתפקודים חיוניים. הרופא המרדים מעריך את סיכון הפעולה, מוכנותו של החולה לעבור אותה ונותן הוראות לביצוע בדיקות וטיפולים (תרופות) לקראת הפעולה.
רופאי המחלקה מטפלים בחולים במהלך הניתוח בכ-20 חדרי ניתוח בבי"ח בילינסון, בחדר צנתורים, ברנטגן, באנדוסקופיה (גסטרו, ברונכוסקופיות וכו'), בחדר לידה ובאתרים אחרים.
בזכות ידע, ציוד מהמתקדמים בעולם ותרופות מודרניות מתבצעות בהצלחה הרדמות רבות לניתוחים מסובכים ביותר בתחומים הבאים: השתלות איברים, ניתוחי לב, ריאות, ראש, בחולים עם חבלות רב-מערכתיות, בחולים עם מחלות נלוות קשות וכו'.
עם סיום ההרדמה, מטופל החולה בחדר התאוששות עד להתייצבות מצבו. כחלק מהטיפולים הניתנים ע''י הרופא-המרדים בחדר ההתאוששות תופס מקום חשוב הטיפול בשיכוך כאבים. הטיפול מתבצע בהזרקה תוך-ורידית או בעזרת המשך אלחוש אזורי (אפידורל ואחר). במקרים רבים ההזרקות לשיכוך כאבים מתבצעות במנות קצובות ע''י החולה עצמו הלוחץ על כפתור של מכשיר מיוחד המשחרר מנה נוספת של תרופות נגד כאבים כשהחולה חש כאב. צוות מחלקת הרדמה ממשיך במתן הטיפול הנ''ל גם במחלקה אליה עובר החולה מחדר ההתאוששות.
בחדר לידה מתבצעות ע''י הרופאים המרדימים הרדמות אפידורליות. חדר הלידה הוא מהגדולים בארץ עם שיעור אלחוש אפידורלי גבוה במיוחד.
במרפאת כאב של מחלקת הרדמה מטופלים חולים רבים מכל הארץ הסובלים מכאבים כרוניים מסוגים שונים. הטיפול כולל מתן תרופות, הזרקות שונות של חומרים טיפוליים ופרוצדורות אחרות. במקרים מסוימים מתבצעות ההזרקות בצורה סלקטיבית נקודתית תוך כדי שימוש ברנטגן או במכשיר המאפשר לזהות את מיקום העצב. במידת הצורך, מערב הרופא המרדים בטיפול בחולה גם מומחים ממקצועות שונים, כגון: אורתופדים, פיזיותרפיסטים, פסיכולוגים ואחרים.
כמו כן, מטפל צוות המחלקה גם בחולים מאושפזים הסובלים מכאבים (חולים אונקולוגיים ואחרים).
 

פעילות אקדמית ומחקרית

במחלקה מתבצעים מחקרים רבים בתחומים שונים לרבות:

1. הרדמה מילדותית
2. דום נשימה בשינה
3. שינויים סב-ניתוחיים בחולים העוברים ניתוח עקב השמנת יתר
4. השפעת ההרדמה על הפעילות החשמלית של המוח

במחלקה עוברים הכשרה במקצוע ההרדמה רופאים מתמחים רבים.

המחלקה הינה בסיס להדרכת סטודנטים שנה 5 ו-6 של אוניברסיטת תל-אביב.

פאראמדיקים ורופאים צבאיים עוברים הכשרה קלינית במחלקה.