北京大学肿瘤医院胸部肿瘤内一科（原胸部肿瘤内科）是以肺癌诊治为主、具有深厚沉淀、传承并不断发展的研究型临床专科，多年来一直致力于中晚期肺癌规范化、个体化内科和多学科综合及相关转化研究。现有病床36张，医护人员30名。10名医生中高级职称医师6名，中级职称医师3名，初级职称医师1名，几乎所有医生均具有硕士或博士研究生学历，3人具有国内外博士后研究经历。护士队伍中，主管护师4名，护师8名，本科及以上学历8名。共同组成一支高素质、高学历、具有丰富临床和研究经验、充满蓬勃朝气和积极进取的医护团队，医教研综合实力达国内水平。
日间化疗是指肿瘤患者白天住院化疗，晚上回家休息的医疗服务模式，随着我国肿瘤发病率的逐年增加，肿瘤相关医疗资源日趋紧张，在可自理的肿瘤患者中大力推行日间模式，既是提高患者生活质量的重要举措，更符合世界范围内肿瘤模式向日间医疗转化的大趋势。
2012年8月我院经过全院医疗资源的重新整合开设日间化疗病区，2013年6月正式面向全院收治日间门诊/住院患者，秉承“便捷、、、人文”和“以患者为中心”的理念，经过多年的探索和不断完善，已初步形成了一套成熟的日间诊疗模式。
北京大学肿瘤医院介入科创建于1996年，是一个独立的、有鲜明特色的临床科室。目前介入病房有34张床位，医师13人，其中正高职称医生2人，副高职称5人，中级职称4人，住院医师3人，在读研究生4人。科室配备了GE大平板血管造影系统(4100IQ)，具有大视野DSA功能、三维血管成像和CBCT成像功能，三维血管容积成像使经血管的肿瘤介入准确性和性明显提高，同时完成的CT断层重建使经皮穿刺介入功能进一步完善。目前正在安装配置国际Siemens Miyabi Angio-CT系统，该系统具有滑动64层螺旋CT功能和大平板数字化减影功能，并实现CT和DSA的真正融合，是现代影像学引导介入的典范，推动该科的介入达到国际先进水平。
北京大学肿瘤医院放疗科始建于1976年，同年，我国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，迄今采用调强放疗技术患者超过13000例，并取得良好的疗效。2008年放疗科引进了具有功能的后装机、大孔径CT定位机和20套先进的计划系统， 2009年国内台VMAT在我放疗投入使用;2011年国内台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。