Женская прислуга появилась в госпитале значительно позднее. Сначала разрешено было держать женскую прислугу только в женском отделении и в отделении для душевнобольных, которое было открыто в госпитале в 1864 г.

С 1863 г. появились в госпитале первые сестры милосердия, назначаемые по соглашению с общинами, при которых они состояли.

После открытия госпиталя и в последующие годы строительство учреждения не прекращалось. В 1846 г. построили летние помещения, окруженные садами, куда переводилось большинство больных на летнее время, в то время как в зимнем корпусе производились дезинфекция и ремонт. Летние помещения были деревянными на каменном фундаменте. Таких флигелей или бараков насчитывалось пять: четыре для нижних чинов и один офицерский. Для кухни на летнее время также построили особый барак. Впоследствии все летние помещения за ветхостью снесли.

В 1872 г. по распоряжению военного министра строится двухэтажное здание – арестантское отделение для политических заключенных. Революционеры, томившиеся в казематах Петропавловской крепости и каменных мешках Шлиссельбурга, переводились сюда при ухудшении состояния здоровья. Отсюда бежал в 1876 г. известный анархист П.А. Кропоткин. Побег из Николаевского военного госпиталя описан самим Кропоткиным в его «Записках революционера». Но в истории арестантского отделения госпиталя этот побег являлся исключением.

После открытия госпиталя в связи с развитием медицины и специализацией врачей количество отделений увеличилось. Открыли специальное хирургическое отделение и одновременно оборудовали «операционный покой». До этого хирургические больные размещались в так называемом наружном отделении вместе с теми, кто страдал грудными, ушными и кожными заболеваниями. С июля 1888 г. хирургическое отделение занимало середину второго этажа главного здания. В боковых крыльях с одной стороны находилось глазное, с другой – офицерское и юнкерское отделения.

До 1853 г. в госпитале не было специального глазного отделения. Глазные больные направлялись во II Военно-сухопутный госпиталь, по другую сторону Невы. Главный доктор К.И. Боссе сделал доклад по этому поводу, отмечая неудобства, вызываемые тем, что в I Военно-сухопутном госпитале нет глазного отделения, после чего глазное отделение было разрешено открыть.

В 1879 г. в госпитале открыли ушное отделение, которое ранее помещалось при лазарете лейб-гвардии Конного полка, а в 1886 г. для семей военных открыли детское отделение на 20 коек.

Почти с самого основания в госпитале существовало психиатрическое отделение, оно именовалось раньше «беспокойным». Однако условия для больных в этом отделении оставались крайне плохими, не было ни специально оборудованного здания, ни специально созданной обстановки. Душевнобольные принимались в госпиталь только временно, до появления вакансии в специальных учреждениях. Коек в отделении было недостаточно. Не решило проблему открытие в 1864 г. психиатрического отделения на 45 коек на нижнем этаже северного крыла главного корпуса. С 1869 г. душевнобольные стали размещаться в деревянных бараках. На плохие условия их содержания обратил внимание главнокомандующий столичным военным округом великий князь Владимир Александрович. По его приказу инженер-полковник В.Н. Васильев из Главного инженерного управления при консультации известных психиатров-профессоров И.М. Балинского и И.П. Мержеевского разработал проект отдельного трехэтажного здания на 100 коек согласно последним требованиям психиатрии. Его заложили 19 июня 1890 г. в присутствии великого князя. Психиатрическое отделение было открыто и освящено протоиереем А.А. Ставровским вместе с храмом 2 августа 1894 г.