肿瘤内三科（儿童血液肿瘤科）开放床位40张，早在70年代，儿科就设立血液肿瘤专业，在蔡若莲，沈亦逵等主任带领下，在国内率先开展地中海贫血筛查和白血病、淋巴瘤等临床科研工作，对血液肿瘤性疾病积累了丰富的临床经验，为血液肿瘤患儿提供高水平的医疗服务。为满足不断日益增多患者需要，根据医院部署，儿童血液肿瘤专业于2009从儿科分出，单独建立血液肿瘤儿童病区（肿瘤内三科），在国内为少数，在广东为第一家独立设科的综合性医院。同时病房迁至宽敞明亮、洁静，优雅的惠福分院，主要为2人或3人一间，有效预防交叉感染，为患儿提供一个优良、舒适的就医环境。
依托广东省人民医院综合性医院优势，对儿童急性白血病普遍开展融合基因检查，白血病免疫分型,荧光原位杂交及残瘤白血病的检测等，为白血病的个体化治疗及治疗方案的及时变迁提供了坚实的基础。对其他儿童恶性实体肿瘤，提倡多学科综合治疗，充分发挥综合性医院优势，联合外科、病理科、医学影像学科、放疗科等对新诊断病例，进行讨论并制定详细的治疗方案和随访计划。2002年起独立开展异基因造血干细胞和自体造血干细胞移植临床工作，疗效显著，积累了一定临床经验。
知识的不断更新和新技术的应用，使得儿童恶性血液肿瘤性疾病预后明显改善，患者明显增多，据2009年5月广东儿科学年会统计资料显示，该科为近5年来广州地区收治儿童急性淋巴细胞白血病患儿最多的单位，平均住院天数9天，为广东省内最短，临床诊疗技术处于国内先进水平。不断吸取国内外先进经验，依据国内儿童体质特点，按危险度分型制定白血病儿童个体化治疗方案。如采用改良BFM方案治疗儿童急性淋巴细胞白血病长期无病存活率达75%-80%左右。儿童急性髓性白血病达50%左右，肾母细胞瘤达70-93%,这些都为国内先进水平。他们中最长达20多年，与正常人一样工作、学习和生活，有的已考入大学，或已孕育正常后代。
主要收治下列疾病：1、血液系统恶性疾病：主要包括急性/慢性白血病如急性淋巴细胞性白血病，急性髓细胞性白血病，慢性粒细胞性白血病，恶性淋巴瘤；
2、实体肿瘤性疾病：神经母细胞瘤，肾母细胞瘤，横纹肌肉瘤，尤文氏肉瘤等软组织恶性肿瘤术前术后化疗及追踪随访；
3、血液系统非恶性疾病：主要包括贫血性疾病如再生障碍性贫血，地中海贫血，自身免疫性贫血和出血性疾病如血小板减少性疾病，凝血因子缺乏性疾病；
4、血液系统恶性疾病和实体肿瘤性疾病自体造血干细胞移植和异基因造血干细胞移植；
5、淋巴结疾病和组织细胞疾病：如恶性组织细胞病，朗格罕组织细胞增生症，噬血细胞综合征等。
