首都医科大学附属北京胸科医院肿瘤内科始建于1970年，由时任院长辛育龄教授提议组建了国内较早开展肺癌内科治疗的病房，最早由现肿瘤一科的10余张床位发展到目前的三个病区的规模;徐嘉彰、李敏、朱允中等多位专家先后负责创建初期肿瘤内科的专业查房工作。至1989年科室扩大增至目前的180余张病床，收治各种胸部肿瘤的鉴别诊断和中晚期肺癌的内科治疗患者。
科内技术力量雄厚，医生46人，目前博士学位20人，硕士学历22人，多人有国外医疗机构学习、进修的经历。肿瘤内科多人获得了北京市通州区两高人才运河计划领军人才，北京市百千万人才工程“百级”人才1人，北京市医管中心青苗人才多人，肿瘤内科并获得多项省部级课题、局级课题及横向课题。首都医科大学附属北京胸科医院肿瘤内科的研究论文发表在LancetOncology、NatureCommunication、ClinicalCancerResearch、LungCancer等权威杂志上，获得国际和国内同行的认可。内科各病区医务人员除运用常规影像学等检查方法外，还可通过纤维支气管镜、肺穿刺、胸膜活检、浅表组织穿刺、胸腔积液脱落细胞包埋技术、内科胸腔镜、纵隔镜等措施使绝大多数的的患者得到病理或细胞学的确诊。
治疗过程中严格遵循综合治疗原则和专业指南的指导，适时适度的运用手术、化疗、放疗、生物治疗、以及近年开始的最新分子靶向治疗、免疫治疗等各种手段，力求提高肺癌的治疗率，延长生存期，并最大限度的提高生活质量。随着对肺癌分子病理的研究和肺癌基因检测在临床的应用开展，医院肿瘤内科对绝大多数患者均进行相关分子病理的检测，针对是否存在驱动基因给与相应的分子靶向药物或免疫检查点抑制剂类的免疫药物治疗。
近年来，肿瘤一科的临床医生还针对驱动基因阳性肺癌的靶向药物耐药、肺癌脑(脑膜)转移的检测和应对、肺癌新辅助免疫治疗等方面，和病理科、影像科、胸外科、放疗科等开展合作和临床转化性研究并取得了一定的成果。肿瘤二科张树才教授团队作为主要完成人参与临床研究“小分子靶向抗癌药盐酸埃克替尼开发研究、产业化和推广应用”项目于2015年获得国家科技进步一等奖，研究论文发表在SCI权威杂志上，获得国际和国内同行的认可。综合内科聚焦于肺癌免疫和抗血管治疗的基础和临床研究、肺癌外周血和骨髓微环境的基础和临床研究。开展了循环肿瘤细胞在小细胞肺癌、免疫治疗和抗血管治疗中的临床研究，相关研究成果发表在国际专业期刊CancerLetter、MolecularOncology等上。
1986年经卫生部批准，肿瘤一科在全国和首都医科大学附属北京胸科医院较早成为卫生部部属临床抗肿瘤药物药理基地，1999年更名为“国家药物临床研究机构”，肿瘤科所有医师和部分护士均参加过全国GCP培训班，获得证书。
目前首都医科大学附属北京胸科医院内科各病区每年承担与肺癌有关的多种药物的国际、国内多中心临床试验。让更多患者在治疗中有更多的选择、有机会接触到更多新的治疗方案。2020年以来，首都医科大学附属北京胸科医院肿瘤内科国家大健康的号召，结合医院的专科特色，开展了肺癌早筛早诊门诊和肺癌罕见突变门诊，为患者精细化管理和专业的诊疗保驾护航。