心脏大血管外科组建于1979年，在苏鸿熙教授、李功宋教授、朱朗标教授、高长青院士等几代心血管外科人40年的不懈努力下，科室在医疗、教学、科研和保健等方面均取得了巨大进步，学科建设水平和学术地位跻身国内先进行列，尤其在全胸腔镜及机器人微创心脏外科、重症心脏瓣膜外科、瓣膜修复外科、心衰外科等方面具有特色优势。心脏大血管外科现由1个病区、1个重症监护病区（ICU）、麻醉研究室、体外循环研究室、超声心动图研究室、专科实验室以及《中国体外循环杂志》组成，有工作人员120人，展开床位65张。常规开展各种心脏外科手术，年手术量近千例。

心脏大血管外科于1979年、1986年先后被批准为硕士、博士学位授权点，2003年被评为全军心脏外科研究所，2007年被评为北京市重点学科，2010年成立“国际机器人心脏外科合作与研究中心”，2012年国家卫生部、原解放军总后勤部和达芬奇机器人公司总部批准成立“卫生部机器人心脏外科培训基地”、“全军机器人外科培训基地”和“国际机器人心脏外科培训基地”，2013年国家科技部批准成立“机器人微创心血管外科国际联合研究中心”（国家级国际联合研究中心），同年北京市科委批准成立“心血管疾病微创技术研究北京市重点实验室”。承担国家级和军队课题数十项，科研经费千余万元。先后荣获国家科技进步一等奖1项，军队医疗成果一等奖3项、二等奖2项，北京市科学技术一等奖1项。高长青教授2015年当选为中国工程院院士。曾是中华医学会胸心血管外科学分会首任会长单位，中国医师协会心血管外科医师分会会长单位（1届），中国医师协会医学机器人医师分会会长单位，全军胸心血管外科专业委员会主任委员单位（2届）和北京医学会心脏外科分会主任委员单位（2届）。目前姜胜利教授是中国医师协会心血管外科医师分会副会长，王嵘教授是中国医师协会医学机器人医师分会副会长，多人在二级学会兼任常委。