肿瘤医学部是解放军总医院21个学部中规模最大的学部，编设肿瘤内科、介入放射科、介入超声科、放射治疗科、生物治疗科5个亚专科和1个肿瘤研究所，团队骨干成员包括3位三级及以上技术专家、国家百千万人才、万人计划人才、中国科协求是杰出青年、国家节青、国家优青、全军高层次创新型科技人才、首都科技领军人才、北京市拔尖人才、北京市科技新星及在中华医学会、中国医师协会等各级分会担任重要职务的中青年专家为骨干的临床科研团队。展开床位近1000张，年门诊量20余万人次，年手容量近5万人次。

肿瘤医学部是国家临床重点专科军队建设项目科室、全军肿瘤诊疗中心、全军介入诊疗中心、教育部重点实验室、全军肿瘤研究所、全军肿瘤学重点实验室、北京抗体药物研发平台。集首长保健、卫勤保障、临床诊疗、转化研究、教学训练等多项任务于一体。在核辐射损伤致细胞癌变的诊疗关键技术、核潜艇作业人员医学防护，新型武器的免疫防御、战创伤大出血介入止血等多个保健与军事研究领域中拥有国际、国内领先的特色技术与诊疗优势。