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。