肿瘤学科是中南地区最早在综合性医院综创建的专业学科，现为省级重点学科，集肿瘤外科、肿瘤妇科、肿瘤放化疗三位一体，引入了国外的许多新技术，其整体综合实力不仅在省内乃至中南地区独树一帜，而且在全国大型综合性医院综颇具影响，放化疗科主任、博士生导师周云峰教授现任医院党委书记、院长，中华医学会湖北省肿瘤放疗学会主任委员等职。
【肿瘤外科】拥有一批省内外知名的肿瘤学科专家，在各种恶性肿瘤的早期诊断和治疗，特别是外科手术资料方面达到了国内先进水平。首创“带蒂幽门代肛门”、“贲门癌的逆行性切除术”等手术方法，降低了局部复发率，大大提高了手术切除率和癌症患者的生存质量。其“三层指套取直肠细胞检查”，用于直肠癌的早期诊断，准确率极高。近年来，和放化疗科共同开展的对早期乳腺癌保乳治疗取得了非常令人满意的疗效。
【肿瘤妇科】致力于宫颈癌、卵巢癌防治研究，已逐步形成了治疗的特色。近十年来，对各种妇科肿瘤如宫颈癌、卵巢癌、宫体癌等恶性肿瘤的根治术均居省内领先。取得了“早期宫颈癌保留性功能的卵巢移位术”、“晚期卵巢癌盆腔腹膜外逆行性子宫切除术”、“年轻宫颈癌病人经腹膜外卵巢移位术”等多项居国内领先的科研成果。该学科还在湖北恩施五峰山区开展宫颈癌综合防治研究工作，取得了显著成绩，使该地区宫颈癌发病率明显下降。
【放化疗科】使湖北省和中南地区贲专业领航学科，装配有完善的现代化放疗设备。在湖北省率先开展了恶性淋巴瘤篷野及倒Y野、精原细胞瘤“狗腿”野、卵巢癌全腹、全脑全脊以及各种复杂部规则野照射；混合射线的使用：早期乳腺癌的保守治疗等技术；直肠癌野中野照射；鼻咽癌大剂量诱导化疗以及各种肿瘤大剂量联合化疗等技术。引进了新一代有多叶光栅的直线加速器PRIMUS和CT定位模拟系统AQSIM，开展了三维适形放射治疗先进技术，在提高疗效的同时明显的减少了放疗并发症。目前承担了一系列国家自然科学基金、省重点基金和省杰出青年基金等课题，对肿瘤放射敏感性、端粒酶、基因治疗等前沿领域有较深入的研究。