浙江省肿瘤医院核医学科始建于1972年，是浙江最早期设立的核医学科之一，现为浙江省核医学诊治中心。学科创始人戴珊星教授为我国第一代核医学专家，享受国务院特殊津贴，民革中央委员，浙江省政协委员。1976年开设核素治疗床位6 张，是全省唯一设有床位的核医学科。
　　2007年初迁入独立的核医学新大楼，建立了全省唯一、全国为数不多的标准化、现代化核素治疗病房，开设治疗床位28张，除开展常规的分化型甲状腺癌131碘治疗、肿瘤骨转移核素内放射治疗、甲亢131碘治疗、血管瘤的敷贴治疗等外，先后在国内率先开展了131碘[131I]肿瘤细胞核人鼠嵌合单克隆抗体治疗晚期肺癌、131碘[131I]美妥昔单抗治疗晚期肝癌等放射免疫治疗，并在国内核医学界率先开展了晚期癌症患者疼痛的综合治疗，2009年成立了全国第二家骨健康园地，对癌症疼痛的止痛治疗，多发骨转移癌以核素为主的综合治疗等，积累了丰富的临床经验。
　　目前科室还拥有SPECT及SPECT/CT三台（美国GE经济型PET/CT及飞利浦双探头SPECT各一台及最新16排SPECT/CT一台），开展全身骨显像、甲状腺显像、肾动态显像、前哨淋巴显像、肿瘤阳性显像、唾液腺功能显像、心肌灌注显像，肾脏显像，131碘全身及断层显像、18F-FDG肿瘤代谢显像等多项核医学检查项目。
2011年成立浙江省核医学诊治中心，旨在更好地推广核医学诊治规范，提高核医学诊治水平，最大程度地使患者得到合理规范的核医学诊断和治疗。
　　为进一步推动学科发展，在院领导的重视、关心支持下,2014年7月份人才引进李林法主任医师担任核医学科主任及中心主任，为学科发展提供了强有力的保障。目前科室拥有具有高、中、初级职称，博士、硕士等学位组成的核医学专业团队23名。
　　肿瘤医院核医学科诊疗设备齐全，技术力量雄厚，经过几代人的努力，不断完善与健全与国内外一流医院相适应的核医学诊治管理体系，持续发挥核医学诊治优势，加强科研建设与人才培养，正逐步朝着临床、科研、教学综合发展的方向稳步迈进