Vanaf 1993 koos Desombere voor de zorgsector: hij was gedurende vijf jaar personeelsdirecteur in het Universitair Ziekenhuis Brussel (Jette) en werd in januari 2004 directeur HRM van Ziekenhuis Netwerk Antwerpen (ZNA). Daar nam hij op 1 mei 2010 een sabbatical leave en werd toen opgevolgd door Ruth Verlinden.
De vzw Nationaal Multiple Sclerose Centrum in Melsbroek is beter gekend onder de populaire benaming MS-kliniek. De gespecialiseerde instelling beschikt momenteel over 134 bedden, verdeeld over zes verpleegeenheden. Er is tevens een revalidatiecentrum dat per dag plaats biedt aan 70 patiënten voor ambulante zorg. De MS-kliniek telt ongeveer 330 medewerkers. Dominique Desombere ziet de overstap als een nieuwe uitdaging om het HR-management in deze kliniek uit te bouwen van de basics tot en met de diverse HR-processen.