胸外科是我国50年前最早建立专业诊断和外科治疗肺癌、食管癌、贲门癌、纵隔肿瘤、胸膜和胸壁肿瘤病人的科室。目前设有3个病区共143张病床，另设有麻醉恢复室、内腔镜室、透视室、心肺功能检查室和胸外科实验室。

该科有一支由90余名医护人员组成的强大的医疗和护理队伍，其中包括主任医师12人，副主任医师13人。技术力量雄厚，诊疗水平一流。数十年来，在胸部肿瘤的诊断和治疗上积累了丰富的经验。诊治了许多其他医院未能诊治的疑难病人，深受广大患者信任。近年的手术量逐年递增，已超过1700台次/年。无论诊疗水平、例数还是效果在全国均处领先地位。在国内胸外科治疗技术领域一直起到引领、推动、提高和指导作用。该科创建并一直坚持严格、规范和系统的多学科联合查房制度，使每一个患者得到合理综合治疗。

胸外科主持开展了多项有关肺癌、食管癌的临床和基础研究项目，获得了“九七三”、“八六三”和国家重点学科建设等多项基金资助。该科是国家肿瘤学和中国协和医科大学硕士、博士学位授权点之一。长期承担全国各地及部分国家和地区的专业进修人员的教学和培训任务，已培养数百名进修医生和硕士及博士。