北京协和医院的放射治疗工作开始于上世纪二十年代，是国内最早开始应用放射线治疗肿瘤的医院。上世纪五十年代，医院放射科专门设有放射治疗组，形成了国内实力较强的放射肿瘤专业。1958年医院放射治疗的主要设备和人员参加组建医科院肿瘤医院。剩余人员继续开展工作。1985年成立了独立的放射治疗科，首任主任是周觉初教授。1985年购进法国的CGR直线加速器和模拟定位机等设备。近十年来医院陆续投资近千万元，更新完善了放疗设备，使之达到了国内一流水平。
目前北京协和医院拥有五台直线加速器（Varian Trilogy、Varian2300CD、Siemens Primus、TomoTherapy、siemens ART）,常规模拟定位机，大孔径CT模拟定位机，立体定向治疗设备（X刀）,近距离后装治疗设备，五套治疗计划设备（NOMOS、CMS、ADAC、Eclipse、Plato）,超声图像引导的放疗设备（BAT），射频热疗设备，以及三维水箱等剂量测量和QAQC设备。已经开展几乎所有放疗新技术，包括剂量引导下的自适应放疗（DGART），图像引导的放射治疗（IGRT），调强放疗技术（IMRT），三位适形放疗技术（3DCRT），超声引导的前列腺癌精确放疗技术，多分次全身照射技术，X刀治疗技术，射野影像验证技术，三维近距离后装治疗技术，深部热疗技术等。科室有正教授2人，副教授3人，中级职称9人，初级13人。正式在职有医师9人，物理师5人，技师和工程人员10人。每年治疗近2000例肿瘤病人。放疗科主要放疗特色：妇科肿瘤放疗，前列腺癌放疗，肺癌放疗，乳腺癌放疗，鼻咽癌调强放疗。在国内率先开展宫颈癌及其他妇科肿瘤的调强放疗﹑三维近距离治疗和适应性放射治疗研究，其中宫颈癌的调强放疗研究获协和医院医疗成果一等奖。
为病人提供及时优质的治疗服务是协和放疗的宗旨，质量保证是放疗科的生命线。多年来，放疗科一直把严格的质量保证和质量管理放在首位，制定了严格的系统的质量保证体系，从病人治疗前定位、治疗计划设计、治疗剂量审核、定位验证、治疗验证等均有细致严格的程序。特别是对放疗的治疗设备和定位设备坚持日检，周检，月检和年检，设备安全、剂量和机械精度均达到了国际先进水平，成为国内为数不多的坚持每日进行剂量检测的医院，保证了治疗的安全和准确。
放疗科特色及优势，包括亚专业、专病门诊等
随着近年来恶性肿瘤的发病率逐年增加医院投入了很大的力量在肿瘤治疗上，北京协和医院在妇科肿瘤，胰腺癌，内分泌肿瘤，肺癌的研究上在国内领先，医院对放疗工作十分重视，从2000年起医院多次投资更新和充实放疗设备，使放疗设备一直在国内处于领先水平。多年来，放疗科建立了严格的质量管理制度和体系，不断建立和应用新的放疗技术为病人治疗服务。治疗工作量逐年增加。科室拥有比较理想的医师、物理师和技师队伍，为保证病人治疗，自2000年以来坚持每晚加班治疗，受到病人的好评。多次被评为医院和医科院先进集体。北京协和医院放疗科开展了三维适形放疗，调强放疗和立体定向放疗等先进技术，同时他们把严格的质量管理视为科室可持续发展的生命线。坚持和不断完善相应的质量保证措施，建立了整套的放疗QA规程，从设备和剂量的精度，治疗计划设计和病人治疗的实施等工作，有严格的质量管理和保证。放疗科目前每天治疗180~200例病人。妇科肿瘤，乳腺癌，肺癌，前列腺癌，鼻咽癌，胰腺癌等的放疗是协和放疗的技术优势。虽然每天治疗大量的病人，自2003年以来，科室没有任何医疗纠纷和投诉，没有出现任何医疗事故和大的差错，成为医院医疗质量管理的先进科室。