История создания Центра началась с 2005 года, когда Путин получил письмо с приглашением на блины от десятилетнего Димы Рогачева, заветной мечтой которого была встреча с президентом. Такая встреча состоялась в августе 2005 года в российской детской клинической больнице, где Дима лечился от лейкоза. После встречи с мальчиком Путин принял решение о строительстве специализированного детского онкологического центра.
В августе 2008 года немецкая компания "Транзумед ГмбХ Медицинтехник" приступила к возведению центра. Председатель правительства РФ посещал строительство ФНКЦ и взял его под личный контроль. На встрече с организаторами благотворительного вечера "Маленький принц" 29 мая этого года в Санкт-Петербурге Путин предложил присвоить создаваемому центру имя Димы Рогачева, который скончался 20 сентября 2007 года в возрасте 12 лет в израильской клинике Хадасса.
Создаваемый центр станет самым крупным и технологически современным в Европе среди клиник подобного профиля. В его составе - два клинических корпуса, лабораторно-функциональный диагностический корпус, консультативная поликлиника с дневным стационаром на 20 коек и реабилитационным центром, учебный и научный центры. Центр рассчитан на одновременное лечение 400 детей, страдающих тяжелыми заболеваниями крови, злокачественными новообразованиями и врожденными нарушениями иммунитета.