中日友好医院胸外科成立于建院之初(1984年)。首任院长辛育龄教授亲自组建胸外科。此后，在葛炳生主任、赵凤瑞主任的带领下，开展气管隆突成型全肺切除，全食管切除颈部吻合，支气管剔除治疗支气管扩张等一系列高难手术，均处于国内领先地位。
科室1996年开展肺移植工作，属于全国起步较早的医院之一，带动了我国肺移植事业的发展，并大力开展新的科研项目，同时着力开展与国外的交流合作，使得胸外科逐步与国外先进水平接轨。开展双袖肺叶切除，人工血管置换，胸腔镜微创手术等一系列高难手术，并继续进行临床肺移植，肺减容及肋间神经冷冻治疗止痛等具有国际先进水平的临床尝试，均取得良好的效果，为后期进一步应用奠定了基础。
近15年来，科室在刘德若主任的领导下，胸外科得到了更加全面发展，手术例数逐年增加，开展大量科研工作，重视培养年轻医生和科室人才梯队建设，保持发展与国内外先进单位的交流，使得胸外科整体持续发展。2007年卫生部推行器官移植准入制度，中日友好医院获得肺移植准入资质，2009年刘德若成功开展序贯式双侧肺叶移植，标志着科室临床肺移植技术的完全成熟。
2009、2010连续两年获得卫生部、财政部重点支持，2010年建成两间胸外科专用一体化手术室并投入使用。在陈静瑜主任、梁朝阳主任的带领下，组建中日医院肺移植团队，年肺移植手术量100例左右，效果居国内先进水平。作为国家呼吸疾病临床研究中心和国家呼吸医学中心组成科室，主持多项国家及省部级科研课题，多次获奖。
2011年科室被卫生部评为国家级临床重点专科，2012、2013年度获得复旦大学排行榜提名，标志着中日医院胸外科的发展开始了崭新的篇章。2018年度中国医院科技量值(STEM)胸外科学，第10名(2019年公布)；2019年度中国医院科技量值(STEM)胸外科学，第7名(2020年公布)。
目前胸外科主任为梁朝阳，科室副主任为马千里，张真榕，强光亮(兼)，护士长为石玉慧(本部)，王敏(北区)。科室有主任医师4人，副主任医师6人、主治医师7人、住院医师4人、科研专职人员1人，技师1人、护师29人等。其中博士15人，硕士7人。
门诊、病房设置：
科室开设肺癌、肺移植等专病门诊。住院病床共67张(本部47张，北区20张)。设有气管镜检查室1间，肺癌实验室2间，肺移植实验室2间。
诊疗设备介绍：
胸外科现有4个固定手术间其中2间为胸外科专用一体化手术室，配备达芬奇机器人、4K胸腔镜、3D胸腔镜、荧光胸腔镜等先进微创手术操作系统及射频消融仪、氩氦刀、铥激光及冷冻治疗仪等辅助治疗设备，并拥有磁导航气管镜、硬质气管镜、纤维支气管镜、超声光纤电子支气管镜(EBUS)及荧光支气管镜等先进诊断治疗设备，开展相关疾病的诊断与治疗，年手术量超过3000台。
肺移植专病组：
陈静瑜教授、梁朝阳教授领导肺移植专业组，年手术量100例左右，单病区年肺移植手术量位居全国前列。
肺癌专病组：
云集刘德若教授、梁朝阳教授等国内知名专家，每年完成肺癌手术超过2500例，胸腔镜肺癌技术居全国同类手术领先地位，开展了胸腔镜下肺段切除、联合亚段切除、全肺切除、袖状切除等高难度手术。
新技术及人工智能学组：每年完成手术400余例，通过“可量化、可视化、可控化、可逆化、可塑化”等“五化”核心技术，解决“定性、定位、定效、定损、定构”等“五定”迫切难题，达到最大程度切除病灶，最大限度保护肺功能的外科治疗目的。
食管癌专病组：
每年完成食管癌手术200余例，开展了三切口食管癌术、全腔镜下食管癌术、空肠代食管食管癌术等高难度手术。
纵隔专病组：
每年完成手术200余例，开展了腔镜下全胸腺切除术，开展同期哑铃型神经鞘瘤切除术等高难度手术。
开展其他胸外科高难度手术500余例。
现有专病门诊：
刘德若教授开设肺癌专病门诊，科室主任梁朝阳教授开设肺移植专病门诊。
科室科研成果：近五年主持国自然课题2项，省部级课题2项，院校级课题9项，制定行业指南2项，制定专家共识及诊疗规范8项，参与北京市科委课题6项；发表SCI文章30余篇，核心期刊50余篇；国家级发明及实用新型专利28项。
科室教学情况：胸外科为北京大学医学部博士点，协和医科大学硕士点。目前在读博士后1人，博士1人，硕士2人。
科室获得荣誉：
2011年胸外科获国家临床重点专科；
2012、2013年度复旦大学排行榜提名；
2021年获得北京市药物临床实验资格(GCP)；
2020年度国家卫健委直属机关巾帼文明岗；
2018年中华医学会科技进步奖1项；
2018年全国科技进步二等奖1项；
2017年“肺癌个体化微创相关技术的系统研究及临床应用推广”获华夏医学科技一等奖获华夏医学科技一等奖1项。
其他重要事项：
2018年，2019年圆满完成对内蒙古包头市土右旗医院对口支持任务；圆满完成国庆70周年庆祝活动的医疗保障任务；2020年1月新冠肺炎疫情爆发，科室2名医师3名护士参加了中日医院国家援鄂抗疫医疗队，他们不辱使命，展现了中日医院作为国家队的责任与担当。
院内位置：
科室门诊位于B栋门诊楼3层5诊室、11诊室，住院病房位于住院部A栋6层，北区位于B栋5层。
科室电话：
胸外科门诊：010-84205317
本部病房：010-84206189
本部护士站：010-84206191
北区病房：010-84206551
北区护士站：010-84206548。