Ancor più rare (circa 1 su 16.000-30.000) sono le forme permanenti di ipotiroidismo congenito dovute ad un deficit congenito ipotalamo-ipofisario (ipotiroidismo congenito secondario), cioè delle strutture che controllano la funzione della ghiandola tiroidea. Infine, vi sono forme di ipotiroidismo congenito causate da difetti nel trasporto, nel metabolismo o nell'azione dell'ormone tiroideo, come avviene nella sindrome di Allan-Herndon-Dudley, o dalla resistenza periferica agli ormoni tiroidei.L'ipotiroidismo congenito può essere anche parte di patologie complesse (ad es. sindromi di Pendred e di Bamforth-Lazarus).