肿瘤外科始建于1976年，是建所的主要骨干科室，建所时仅有50张床位、两个手术间、6位大夫和20余名护士。在徐光炜院长和历届外科主任的领导下，通过全体医务人员的艰苦奋斗，在短短25年时间里，完成了大量的临床工作，获多项部、市级科技成果奖，培养出了一大批研究生以及青年医师，现已成为我所集医、教、研为一体的重点科室。

肿瘤外科现有200张床位，8个病区（外一病房--外七病房和ICU）、手术室、麻醉科、超声高能聚焦室、外科实验室、外科配液室和标本库。专业设置有：消化道肿瘤专业（胃癌组、大肠癌组、肝胆组），乳腺专业、头颈专业 、胸部肿瘤专业和妇瘤专业。其中胃癌专业组和乳腺癌专业组分别是北京市重点学科中主导科室。医疗上主要开展消化道肿瘤、乳腺肿瘤、胸部肿瘤、妇瘤、头颈部肿瘤的规范化手术治疗、辅助治疗和新辅助化疗、多学科协作的综合治疗和肿瘤的姑息治疗。强调协调规范化治疗和个体化治疗的关系是目前临床工作之重点。