广州医科大学附属第一医院放疗科是具有百年辉煌历史的广医一院的新兴重点学科，于2005年创建，历经近十年的努力，现发展壮大为具有较高知名度的肿瘤放射治疗专科。2013年医院肿瘤科获批为国家临床重点专科，放疗科作为肿瘤科重要组成部分，在医、教、研等方面均发挥着极其重要的作用。放疗科病区开放病床56张。
科室拥有一支梯队合理、实力雄厚的人才队伍，各级各类专业人才齐全，包括临床肿瘤学、放射物理学、医学影像学、放射生物学等各类专家。目前在职主任医师2人，副主任医师4人，主治医师3人，住院医师3人，其中博士6人，硕士6人。作为广州医科大学的临床教学单位，现有硕士生导师（教授）1人，培养硕士研究生10人。著名肿瘤学专家牛道立教授任放疗科主任。
放疗科目前拥有完整的顶尖放疗设备，技术力量在国内同行中处于领先行列。SIEMENS直线加速器以及VARIAN直线加速器可以提供双光子以及多档电子线，能完成目前临床上开展的各种放射治疗技术；X刀、微型多叶准直器等剂量曲线梯度高，可以对肿瘤实施外科手术式的放疗。
PHILIPS大孔径CT模拟定位机除了进行放疗定位工作外，亦能进行临床各科室的CT诊断工作；Pinnacle9.2三维适形调强放疗计划系统能提供影像融合、生物学优化及评估等多种功能；呼吸门控系统可以克服由呼吸导致的靶区移动；IBA三维水箱数据采集系统为临床治疗提供质量保证。
拥有这些最先进的设备后，放疗科可开展一系列现代精确放射治疗技术。尤其是2005年在省内率先引进GE公司的PET/CT扫描系统，采用先进的三维生物定位和图像融合技术技术，与适形调强放疗相结合，进一步提高了照射靶区的精度，成为国内领先的肿瘤诊疗平台。
PET/CT不仅用于各种肿瘤诊断、分期、疗效评价及复发与转移的判断，而且为适形调强提供更精确的靶区定位，从而实现“生物靶区”调强放疗。2012年在广东省率先引进CarlZeiss公司的INTRABEAM移动式X线术中放疗系统，其具有体积小、重量轻的特点，可灵活移动，适合在现有的常规手术室使用。
放疗科目前可收治各类恶性肿瘤患者，尤其擅长鼻咽癌、肺癌、食管癌、乳腺癌、直肠癌、宫颈癌、肝癌及中枢神经系统肿瘤的放射治疗。依据国际国内治疗指南，与临床各科密切配合，开展放疗、手术、化疗相结合的肿瘤综合治疗以及个体化治疗。
特别是依托钟南山院士领导的呼吸疾病研究所，科室在肺部肿瘤的治疗方面积累了丰富的临床经验。针对肺部肿瘤靶区随呼吸运动而不断变化的问题，采用最先进的呼吸门控技术和多种影像验证手段，动态跟踪照射靶区，明显提高了肺部肿瘤的照射精度，取得了满意的治疗效果。
放疗科重视临床科研与相关应用的基础研究，依托丰富的临床资源，在国内建立广泛的科研合作，在肺癌精确放疗、术中放疗，放射性肺炎防治，鼻咽癌放疗增敏及正常组织防护等方面开展富有成效的研究。自2005年建科以来，承担多项国家自然科学基金课题以及青年项目资助，发表SCI论文7篇及国家级核心期刊论文80余篇，科室有3名青年骨干相继成为省高校“千百十工程”培养对象和医院青年优秀人才。