空军总医院肿瘤放疗科组建于1973年，2002年被批准为空军医学专科中心，2006年被总后卫生部批准为中国人民解放军肿瘤放疗中心，2012年成立了以放疗为特色牵引的院中院---肿瘤医院，2016年获批国家临床重点肿瘤专科军队建设项目，形成了以精准放疗技术为主导，以高剂量少分次放射外科治疗模式为特点的综合治疗早、中、晚期肿瘤的创新治癌体系和学科特色。中心由门诊放射治疗部和临床医疗部两大部门组成，现有床位78张，配置有螺旋断层放射治疗系统（TomoTheraphy）、容积旋转调强放射治疗系统（VAMT），即将配置头、体伽马刀治疗系统。现有工作人员58人，医疗系列13人，包括主任医师2人，副主任医师1人，主治医师7人，其中博士及博士后6人，硕士以上学历占全医疗人员的92%，物理技术系列13人，其中博士1人，硕士3人。
中心同时招收硕士、博士和博士后研究生，学科带头人先后担任过中华医学会放射肿瘤治疗学分会副主主任委员，北京医学会放射肿瘤治疗学分会主任委员和全军放射肿瘤治疗学分会主任委员等多项职务。。
科室一直坚持“以患者健康权益”为宗旨，以“创新发展和规范诊疗”为原则，为患者提供优质医疗服务。
1、开创了体部γ刀放疗新模式1999年在国内率先安装首台放疗科专用CT模拟机定位系统，开创了将CT专用于肿瘤定位治疗的先河，显著提高了放疗定位精度和分辨率。之后又率先安装了我国自主创新的头、体γ刀治疗系统，采用γ刀先进技术创新方案治疗早期非小细胞肺癌，3年生存率91%，治疗过程零风险、毒副反应轻（IntJRadiatOncol，2006；66（1）：pp117-125）。开创了体部γ刀治疗早期肺癌的中国模式，填补了γ刀治疗体部肿瘤的国际空白，获得了国家科技进步二等奖。
2、创建精准放疗新方案①创建了针对病灶选择性高剂量放疗不能手术III期非小细胞肺癌放疗方案，治疗老年不能耐受同步放化疗III期肺癌患者，毒副反应轻，中位生存时间延长达27个月（IntJRadiatOncol，2009；75（3）：S227）。
②创建了靶向治疗联合个体化放疗方案治疗TKI基因突变阳性晚期非小细胞肺癌获得明显生存率改善，中位生存时间达30个月，且没有增加间质性肺炎发生，在国际上率先证明放疗联合靶向治疗方案的安全性和有效性（IntJRadiatOncol，2011；81（3）：e59-65）。
③创建了寡转移IV期癌症放疗方案，采用这一方案治疗寡转移性IV期非小细胞肺癌的中位生存时间48个月，3年生存率达51%，证明即使是IV期癌症只要积极对原发灶和转移灶给予有效控制，有部分病人可转化为长期生存（中华放射肿瘤学杂志，2017；10:1141-1147）。
④创建了高剂量少分次治疗胰腺癌放疗新模式，治疗早期胰腺癌的5年生存率17%，治疗局部晚期胰腺癌中位生存时间12个月，病人生活质量可得到明显改善（IntJRadiatOncol，2010；78（3）：S307）。
⑤创建TOMO治疗鼻咽癌新方案，实施肿瘤靶区满足剂量要求高标准，正常组织保护满足剂量限制要求超标准，治疗结果不仅追求长期生存，而且保持生活质量不受影响。
3、开拓精准放疗治疗肿瘤新战场采用精准放疗治疗胸腺癌获得长期生存结果，治疗肾癌、肾盂癌和输尿管癌创伤低、局控率高、器官功能保存好，1、3、5年生存率达60%-100%（中华放射肿瘤学杂志，2018；27（3）:277-280）。
中心为空军总医院博士后流动站，第三军医大学、解放军总医院、安徽医科大学、大连医科大学研究生联合培养单位，先后培养博士后5名，博士6名，硕士40余名。举办继续教育培训班10余次，培训放疗相关专业人员3400余人次。科室积极开展与国际知名肿瘤治疗中心的合作，定期派遣中青年医生至美国M.DAnderson癌症中心进行学习和交流。
科室承担国家、军队及省市级重点课题20余项，其中国家863课题2项，博士后基金4项，多中心临床合作课题3项，全军重点课题5项，自然基金1项，北京市课题3项等。发表科研论文近百篇，其中SCI论文及国际交流投稿30余篇，本专业顶级杂志发表论文十余篇，单篇引用最高232次，主编《体部伽马刀治疗学》等专著4部，申请研发放疗相关项目专利7项
