北京大学第三医院肿瘤放疗科成立于2001年4月。与原冶金医院合作，利用国产直线加速器开展临床治疗工作。2003年开展三维适形放射治疗技术，2008年开展头、体部伽玛刀和调强照射技术，2012年开展图像引导放射治疗、旋转调强放射治疗、4D-CT和PET-CT图像融合技术。2013年4月在国内率先开展六维床和Clarity适时导航指导治疗前列腺癌、子宫颈癌、乳腺癌照射技术。 目前北医三院放射治疗科拥有世界上最先进的美国瓦里安Rapid Arc、瑞典医科达Axesse直线加速器，后装治疗机、大孔径CT、深部热疗机、热子磁疗机、3套粒子治疗设备和20多套外照射治疗计划系统，开展所有目前国际上最先进的现代放射治疗体内、体外照射技术。
2001年在国内率先引进美国放射性粒子治疗系统，完成全国首例经直肠超声引导放射性粒子治疗前列腺癌，开启了放射性粒子进入中国的全新时代。其后将影像学技术全面、系统、科学地引入粒子植入治疗领域，大大提高了粒子治疗精度，明显地提高了肿瘤治疗疗效，2009年创造性地提出影像引导组织间介入近距离治疗全新肿瘤微创治疗理念，极大地提升了我国放射性粒子治疗学术地位和水平。
2006年王俊杰主任获得北京市百名优秀青年医师光荣称号。2007年在中国抗癌协会第三届全国肿瘤微创治疗大会上，获突出贡献奖，当选全国首届粒子治疗学组组长，2009年被评为北京放射肿瘤专业委员会建国60周年领军人物，2009年韩国SMK医院院长带队一行到放射治疗科学习粒子治疗技术，2011年4月在美国圣地亚哥召开的32届近距离治疗年会多篇壁报报道，并有大会发言。2011年王俊杰主任始连续3年应邀到日本讲学和作大会专题报告。先后承担国家自然科学基金4项，首都发展基金2项，博士点基金1项，医院重点项目1项、院内种子基金4项，医院骨干基金1项。发表SCI文章20余篇，国内核心期刊130余篇。2012年获教育部科技进步二等奖。目前是肿瘤学博士研究生、硕士研究生培养基地。医生12人，物理师6人，拥有博士学位8人，硕士学位6人。先后有12人次到美国、日本和新加坡进修学习。
2010年9月国际著名放射性粒子治疗专家--美国西雅图前列腺研究所John CBlasko教授、美国前任近距离治疗学会主席BradelyPrestige教授、日本前列腺癌近距离治疗学会主席ShiroSaito教授和美国西南肿瘤中心主席GodonGrado教授等到访，认为北医三院粒子治疗已经处于世界领先地位和水平。
截至2013年已连续举办全国放射性治疗肿瘤学术大会15届，举办粒子治疗学习班5届。主编《放射性粒子组织间近距离治疗肿瘤》、《放射性粒子组织间近距离前列腺癌》第一、第二版和《放射性粒子治疗肿瘤临床应用规范指南》，主译《肿瘤放疗抉择与实践》。连续举办北京大学国际放射肿瘤学术论坛三届，举办国际放射性粒子近距离治疗肿瘤学术大会1届。2012年牵头成立北京大学放射肿瘤学系，2013年成立北京大学近距离放疗与研究中心。
肿瘤放疗科配置的直线加速器为世界上最先进的美国瓦里安公司Trilogy快速精确放射治疗系统和瑞典医科达公司的Axesse医用高能全数字化直线加速器。系统配备有呼吸门控、六维治疗床、四维锥形束CT图像引导系统（CBCT）、80对叶片高速多叶准直器、Sentinel激光摆位验证系统，以及Clarity三维超声影像引导系统等。能够实施以图像引导（IGRT）为基础的三维适形、静态调强、动态调强、影像引导、容积旋转调强放射治疗、立体定向放疗、四维跟踪影像引导放疗、电子线放射治疗等最先进的现代放射治疗技术，可以对肿瘤进行适时跟踪精确打击，极大地提高肿瘤治疗疗效。实现了治疗精度、速度和控制的统一。与传统技术相比具有“快”、“精”、“准”的特点，能够大幅度缩短治疗时间，实现对肿瘤的剂量雕刻和精确杀灭，改善对关键结构和健康组织的保护，增加了治愈肿瘤的临床信心。全新的CT-模拟定位机扫描速度快、精度高，全新的美国进口体位固定系统，让患者感到更加舒适、便捷和高效。
2016年引进北京地区公立医院首台射波刀机器人放射外科手术系统，极大满足患者对高精尖技术和疑难病例的治疗需求。
目前在全国和北京市，肿瘤放疗科设备配置处于领先水平。可以完成颅内、头颈部、胸部、腹部、盆腔和脊柱肿瘤的常规和精确放射治疗。我们每天设有专门医生负责患者会诊、咨询和治疗，确保患者得到及时会诊和治疗，为肿瘤患者提供高质量、高水平的服务。
