北京大学肿瘤医院放疗科是以各种肿瘤放疗为主的临床科室，多年来一直致力于各种肿瘤的规范化诊治、个体化放疗及多学科综合治疗等。每年收治4500例以上患者，在多种常见肿瘤如头颈肿瘤、肺癌、消化系统肿瘤、淋巴瘤、乳腺癌、软组织肿瘤等的放疗及综合治疗方面达国内先进或领先水平。
科室现有医生、物理师、技术员和护士132名，其中主任医师7名、副主任医师10名、高级工程师4人，工程师6人，主管技师14人，副主任护师1人，主管护师2人，博士后在读3人。
目前配备6台加速器，包括TrueBeam、EDGE、Vital Beam等国际先进的放疗设备，并于2017年在国内最早开展Halcyon放疗系统的临床试验;1台后装治疗机;1台CT定位机;1台高场、大孔径核磁定位系统，为国内首台核磁定位系统，在国内率先开展核磁定位用于头颈肿瘤、肝癌、直肠癌、宫颈癌等肿瘤靶区勾画的研究和临床实践。
主持和参与二十余项临床试验，在放疗剂量、放疗联合化疗/靶向治疗/免疫治疗、降低放疗副反应等方面开展研究。其中关于局部晚期鼻咽癌同步放化疗前是否行诱导化疗的3期随机对照研究发表在Lancet Oncology，并被NCCN头颈肿瘤指南所引用。正在进行替雷利珠单抗注射液(BGB-A317)联合同步放化疗用于局限性食管鳞状细胞癌患者的3期随机双盲安慰剂对照研究、信迪利单抗(Sintilimab)联合调强放疗治疗不可手术肝细胞性肝癌的探索性研究等放疗联合免疫治疗的研究，有望为放疗联合免疫治疗的临床应用提供依据。
承担多项国家自然科学基金、科技部重点研发计划、北京市自然科学基金、首都特色临床应用研究、首都卫生发展科研专项、北京市医管局扬帆计划、青苗计划、培育计划等课题项目，在研课题经费570万元。近3年发表论文78篇，其中SCI论文30篇。主编《消化系统肿瘤放疗规范和靶区定义》、《头颈部肿瘤放疗规范和靶区定义》，并开展靶区勾画、立体定向放疗、放疗营养管理等方面的培训班，对肿瘤放疗规范化起到积极的推动作用。率先开展人工智能应用于靶区勾画和疗效预测方面的研究，《RapidPlan人工智能肿瘤放射治疗解决方案》荣获“2018年IDC中国数字化运营模式转型领军者”大奖。