病理科
復旦大學附屬腫瘤醫院病理科（以下簡稱科室）創立於1949年，是新中國最早的病理科之一，目前是國家重點學科、衛生部臨床重點學科、國家臨床重點專科、上海市醫學重點學科，也是上海市臨床病理質量控制中心掛靠單位。
作為國內開展亞專科最早、最完善的病理科室，目前已建立了包括乳腺腫瘤、消化腫瘤、胸部腫瘤、泌尿男性生殖道腫瘤、淋巴造血腫瘤、軟組織和骨腫瘤、皮膚腫瘤、婦科腫瘤、頭頸腫瘤、中樞神經腫瘤、細胞病理及分子病理等共12個亞專科，以及免疫病理一個輔助亞專科。其中乳腺腫瘤、軟組織和骨腫瘤、淋巴造血腫瘤等亞專科在全國具有很高的知名度，多位專科負責人在全國專科病理學組擔任組長或副組長，執筆多個腫瘤標記物的檢測指南、診斷共識等業內標準。科室的4位專家也成為世界衛生組織乳腺腫瘤、婦科腫瘤、軟組織腫瘤、淋巴造血腫瘤和頭頸部腫瘤分類的編委，參與制定國際腫瘤病理診斷標準。
腫瘤科
復旦大學附屬腫瘤醫院成立於1931年，是國內規模最大、學術力量最雄厚的腫瘤學醫教研基地之一。腫瘤內科作為醫院重要的組成部分，歷經半個多世紀，經過幾輩人艱苦奮鬥、開拓進取，科室從無到有、從簡到精，逐步成為國內領先、享譽國內的集醫療、護理、科研、教學為一體的綜合治療團隊。
腫瘤化療藥物實驗室的創立是腫瘤個體化治療的雛形，多種抗癌藥物的血藥濃度測定方法、體內外藥物敏感度測定及藥物耐藥性研究均達到了國內外領先水平。多年的臨床積累，使得腫瘤內科以惡性淋巴瘤、肺癌、乳腺癌、胃腸腫瘤的診斷、治療特色而享譽全國。
胸外科
復旦大學附屬腫瘤醫院胸外科成立於1983年，在肺癌及食管癌的診療方面，開展了系列化的深入研究，創造了多項全國及世界第一，打造了一支具有國際先進腫瘤診治水平的胸外科團隊。
科室在胸部腫瘤規範化，精準化治療的方向上，堅持以臨床問題為導向的臨床與基礎研究，取得了重大突破創新。在科研創新成果的指導下，胸外科肺癌及食管癌患者術後5年生存率達到世界領先。