1920年湘雅医院首次应用镭针插植治疗宫颈癌，开创了湖南省放射治疗的先河。1946年，黎光煦教授利用放射线体外照射治疗肿瘤，填补了湖南省空白。1963年胡信德教授创建了全国第一栋正规的镭疗病房。1974年更新了第二代国产钴机，医疗、教学、科研逐渐走上正规，并进行了一系列放疗增敏方面的研究。上世纪70年代进行了鼻咽癌的临床分期研究，在全国第五届鼻咽癌学术会议上通过，被命名为“长沙分期”，沿用至1992年。随着病人的日益增多，为满足病人的需要，1985年医院正式成立了放疗科，2004年成立化疗科，共同组建成如今的肿瘤科。
历经近百年的发展，如今的肿瘤科已成为国家卫计委临床重点专科、湖南省重点学科、博士后流动站、博士及硕士学位授予点、国家肿瘤专科医师培训基地。科室辖有放射治疗中心、海扶刀治疗中心、肿瘤学研究室、胰腺疾病放射治疗研究室和5个专科病房。年均出院患者1.2万余人次。拥有头颈部肿瘤、淋巴瘤、胸部肿瘤、腹部肿瘤、妇科肿瘤、放射物理技术共6个成熟稳定的专业组及学术团队。科室配备有TomoHD治疗系统、Varian高端加速器（多台）、Varian三维后装机、Siemens大孔径CT定位机和GE公司3.0TMR定位机等国内领先放射治疗相关设备。在省内率先开展了全身放疗、术中放疗、调强放疗、螺旋断层调强治疗和三维后装治疗等多项放疗新技术，在中南地区率先开展了图像引导调强放疗和旋转容积调强放疗等新技术。在恶性肿瘤综合治疗、放疗、化疗、热灌注化疗、个体化治疗、分子靶向治疗、生物免疫治疗等方面达到国内先进水平。
近5年先后获得国家级、省部级基金课题100余项，科研经费1200余万元，发表SCI论文110余篇，主编、主译、副主编专著8部，获省部级科技成果二等奖、三等奖共9项，先后培养硕、博士研究生220人。申良方主任和钟美佐教授牵头成立6个省级学术专业委员会并挂靠本学科。
如今的肿瘤科已发展成为集医、教、研为一体的研究型临床科室及中南地区恶性肿瘤防治中心之一，是我国重要的肿瘤诊治基地。中南大学湘雅医院肿瘤科的前身是肿瘤放疗科，成立于1946年，是全国最早开展肿瘤综合治疗和放射治疗的专业学科之一，肿瘤治疗已有80多年的历史。1979年该学科提出的“鼻咽癌临床分期”法被确定为“长沙分期法”，一直指导鼻咽癌放射治疗20年之久；1986年开展了宫颈癌、鼻咽癌高剂量率腔内放疗，是全国最早开展此项放疗技术的单位之一；1997年在省内率先开展胃癌、直肠癌的术中放疗。
1999年在省内率先开展了淋巴瘤和白血病的全身放疗；自2003年起率先在省内先后开展了鼻咽癌、脑胶质瘤、肺癌、乳腺癌、食道癌、胃癌、直肠癌、淋巴瘤、前列腺癌、宫颈癌、肝癌、胰腺癌、软组织肉瘤等常见恶性肿瘤的调强适形放疗(IMRT)技术；2010年在中南地区率先开展了图像引导放疗和容积调强放疗等业内顶尖的放疗技术，确立了该科在省内精确放疗领域的领先地位。2004年该学科新增成立了化疗专科病房，设置有淋巴瘤、肺癌、乳腺癌、胃癌、结直肠癌、前列腺癌、宫颈癌、肝癌、胰腺癌、软组织肉瘤、黑色素瘤等恶性肿瘤临床与基础研究等专业方向，在恶性肿瘤综合治疗、放疗、化疗、个体化治疗、分子靶向治疗、生物免疫治疗等水平达国内先进。
2000年该学科被批准为我国肿瘤学硕士学位授权点；2003年被批准为肿瘤学首批临床博士学位授权点，是中南大学第一个肿瘤学临床博士点；经过80多年的发展，湘雅医院肿瘤科目前已成为集临床、教学、科研为一体的湖南省肿瘤诊治中心，在恶性肿瘤综合治疗、恶性肿瘤个体化治疗、淋巴瘤放化疗、鼻咽癌、头颈部肿瘤、妇科肿瘤等综合治疗方面形成了成熟、稳定的学术方向及学科团队。
目前该学科为“湖南省肿瘤学省级重点学科”，湖南省医学会癌症康复与姑息治疗学组挂靠单位，中国生物医学工程学会肿瘤分子靶向治疗专业委员会常委单位，中国抗癌协会癌症康复与姑息治疗专业委员会委员单位，中华医学会湖南省化疗专业委员会副主任委员单位，湖南省医学会肿瘤学专业青年委员会主任委员单位，湖南省医学会肿瘤学专业委员会副主任委员单位，湖南省医学会放射肿瘤学专业委员会副主任委员单位，湖南省肿瘤放射治疗质量控制中心副主任委员单位，湖南省健康管理学会肿瘤康复专业委员会副主任委员单位。现任主任钟美佐教授，肿瘤学博士，博士生导师，兼任“湖南省肿瘤学省级重点学科”学术带头人，中华医学会湖南省化疗专业委员会副主任委员，湖南省健康管理学会肿瘤康复专业委员会副主任委员，湖南省医学会癌症康复与姑息治疗学组组长等；在恶性肿瘤综合诊治、肿瘤个体化治疗、肿瘤化疗、肿瘤免疫治疗、肿瘤靶向治疗等方面具有较高造诣；对淋巴瘤基础与临床有深入研究，淋巴瘤诊治水平达国内先进；在国际国内核心期刊发表专业论文130余篇，第一作者及通讯作者70篇，其中SCI16篇，最高影响因子5.09；主持部、省级科研课题10项；参与国家级、部省级科研课题6项；获得湖南省科技进步二等奖3项、三等奖2项，获湖南省医学科技进步奖二等奖2项；主编医学专业书籍3部，主译医学专业书籍1部，副主编医学专业书籍3部，参编全国高等医学规划教材（五年制）3部，参编医学专业书籍8部；招收培养硕士、博士研究生45名。
肿瘤科一贯高度重视人才培养，拥有一支技术精湛、医德高尚、治学严谨的医师队伍，学术梯队结构合理，目前有教授9人、副教授8人，主治医师15人，技术人员24人，护士70人。博士生导师3人，硕士生导师10人，具有博士学位医师23人，硕士学位医师6人，硕士学位技术员7人；主任技师1人，副主任技师1人，副主任物理师1人，副主任护师1人。
肿瘤科辖有2个亚专科，4个专科病房，1个放射治疗中心，固定病床180张，年均放射治疗野50余万野，年均出院病人1万余人次；拥有国内一流、配置齐全的先进医疗设备及病房。
近5年该学科先后主持国家自然科学基金项目4项、863科研项目子课题3项、教育部博士点专项基金1项、教育部博士后基金1项、卫生部科研留学回国基金2项、国际多中心合作项目6项以及部、省级科研课题50项，教学课题5项；获湖南省科技进步奖二等奖、三等奖7项，省教学成果2项，中南大学医疗新技术成果一、二、三等奖8项；参编全国高等医学规划教材（五年制）2部，副主编全国高等医药院校教材1部；主编、副主编、参编专著共14部；主译专著2部；发表学术论文230余篇，其中sci35篇。
肿瘤综合治疗形成了独自的特色，开设了淋巴瘤、鼻咽癌、肺癌、乳腺癌、宫颈癌、肝癌等专病门诊，设置有头颈肿瘤、胸部肿瘤、腹部肿瘤、妇科肿瘤、淋巴瘤综合治疗等5个亚专业学科，肿瘤综合诊治水平达到国内先进；在省内率先开展了全身放疗、调强适形放疗、容积调强放疗、术中放疗等多项放疗新技术，精确放疗普及率达80%。该学科已发展成为集肿瘤临床、科研、教学一体化的研究型现代化临床科室。
肿瘤科的发展坚持走亚专业化的道路，目前成立有“肿瘤放疗专科”、“肿瘤化疗专科”两个亚专科。亚专科的特色分别介绍如下：
肿瘤放疗专科现有2个专科病房，1个放射治疗中心，1个海扶刀治疗中心，1个胰腺疾病研究室，100张固定病床。人才梯队结构合理，现有医师18人，技术员18人，物理师6人，有专职工程师2人负责仪器设备的管理与维护。其中教授7人，副教授4人，主任技师1人，副主任技师1人，副主任物理师1人，拥有博士学位的医师14人，硕士学位的医师5人，硕士学位的技术人员6人。该专科设置有头颈肿瘤、胸部肿瘤、腹部肿瘤、妇科肿瘤、淋巴瘤等5个学术研究方向；在省内率先开展了全身放疗、调强适形放疗、容积调强放疗、术中放疗等多项放疗新技术，精确放疗普及率达到80%。
肿瘤化疗专科成立于2004年，肿瘤科主任钟美佐教授从筹建该病房起至今一直担任该亚专科主任，如今的化疗专科已经发展为2个专科病房，有固定病床80张，医师11人，护士36人，其中教授2名，副教授2名，拥有博士学位的医师9人，硕士学位的医师2人。该专科设置有比较成熟稳定的专业方向：淋巴瘤临床与基础研究、肺癌临床与基础研究、胃肠道肿瘤临床与基础研究、黑色素瘤及软组织肉瘤等肿瘤临床与基础研究。该专科在恶性肿瘤综合治疗、个体化治疗、分子靶向治疗、生物免疫治疗等达国内先进水平。年均出院病人6500余人次，病例资源丰富，对诊治患者进行了大规模的随访与调查，在5年生存率、放化疗近、远期并发症及化疗毒副反应等方面进行了深入研究，建立了淋巴瘤、胃癌、肺癌等恶性肿瘤数据库，为学科的持续发展奠定了良好基础。
