北京大学肿瘤医院放疗科始建于1976年，同年，我国第一台直线加速器在这里自主研制成功。
放疗科2000年即在国内较早开始开展三维立体定向适形放疗，
2004年在北京市率先开展三维适形动态调强放射治疗，迄今采用调强放疗技术治疗患者超过13000例，并取得良好的疗效。2008年放疗科引进了具有最新功能的后装治疗机、大孔径CT定位机和20套先进的治疗计划系统，
2009年国内第一台VMAT在我放疗投入使用;2011年国内第一台True
Beam投入使用;2012年引进国内首套大孔径核磁定位系统放射，在放疗设备的配置方面达到了国际先进水平。
目前放疗科拥有直线加速器5台(包括国际最先进的Rapid-Arc及True
Beam放疗系统)，后装治疗机1台，治疗计划系统20余套，CT定位机及MRI定位机各一台，浅部热疗机、深部热疗机和全身热疗机各1台。
科室现有医生、物理师、技术员和护士78名，其中主任医师5名、副主任医师8名、副主任技师1名。
每年收治近3000例患者，在多种常见肿瘤如头颈肿瘤、肺癌、消化道肿瘤、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，在肿瘤基因治疗结合放疗、热疗的科研和临床方面达国际领先水平。
科室大部分医疗人员有出国深造的经历，与美国、欧洲、加拿大、日本等国均有定期学术交流。
1995年放疗科获得硕士学位授予资格，2006年获得博士学位授予资格。1995年以来，一直承担北京大学医学部八年制直博生、硕士研究生、博士研究生、进修生的培养、教学任务。由朱广迎主任医师主编的《放射肿瘤学》教材自2001年出版以来，每年都加印一次，已成为最有影响的放射治疗教材之一。由朱广迎主任医师主译的《放射肿瘤学原理和实践》(美国Perez和Brady主编)2011年出版后也受到了国内同行的好评。放疗科现有博士生导师2名，硕士生导师5名。迄今已培养研究生15名，其中博士9名，硕士6名;在读研究生7名，其中博士3名，硕士4名。每年培养进修生20名左右，短期访问学者30名左右。
1999年获得国家药品监督管理局授予的新药临床试验资格后，迄今，已参与了27项全国或国际大型临床实验，在“腺病毒携带人p53抑癌基因提高头颈鳞癌放疗疗效的II期临床研究”及“腺病毒携带人p53抑癌基因提高头颈肿瘤放疗疗效的IV期临床研究”、“沙纳唑注射液II期临床研究”等研究中，为组长单位。
科室人员十多年来共承担了包括国家自然科研基金及973项目在内的科研任务28项，在国内获奖4项，发表论文三百余篇。
目前科室有多人在国内外30多个主流学术团体中担任重要职务。学术兼职包括：中华放射肿瘤学会热疗委员会名誉主任委员，中国抗癌协会放射治疗委员会常委。中国抗癌协会鼻咽癌治疗专业委员会委员、亚洲热疗学会副理事长，国际临床热疗学会副主席，中华放射肿瘤学会常委，北京放射肿瘤学会副主任委员;北京放射肿瘤学会青年委员会委员;中华放射肿瘤学会热疗专业委员会副主任委员兼秘书长;中国抗癌协会姑息治疗专业委员会委员、北京抗癌协会放射治疗专业委员会主任委员，北京医师学会放射治疗专家委员会委员。国家医药管理总局评审专家，国家自然科学基金项目评议专家、国家自然科学青年基金项目评议专家;中华放射肿瘤学杂志编委、中华放射医学与防护杂志编委、国际医学放射学杂志编委、国际热疗学杂志编委、中国神经肿瘤杂志编委等。
科室人员秉承北大的良好学风和医风，以减轻患者痛苦、征服肿瘤为己任，正不断进取，努力为广大肿瘤患者提供高效、优质、人性化医疗服务。
肿瘤放疗科 加速器治疗摆位
肿瘤放疗科 国内首家True Beam调强治疗系统
肿瘤放疗科 国内首套核磁定位系统
肿瘤放疗科 太空舱全身热疗
