浙江省肿瘤医院始建于1963年10月，是新中国成立最早的4所肿瘤专科医院之一，在全国三级公立医院绩效考核中连续5年获最优等级，在2023年公布的排行榜中居全国肿瘤专科医院第3。拥有半山院区、绍兴院区（在建）两个院区。半山院区位于拱墅区半山东路1号，开放核定床位1910张；绍兴院区位于绍兴滨海新区江滨区，建设标准为拥有2500床规模的三级甲等综合医院，计划在2026年启用。紧密托管衢州分院（柯城区人民医院）、台州院区（台州市肿瘤医院）、宁波院区（奉化区人民医院）、平阳分院（平阳县人民医院）等4个分院/院区。

医院设有肿瘤外科、肿瘤内科、放疗科 等业务科室，建有胃癌中心、颌面头颈肿瘤中心、乳腺肿瘤中心、胸部肿瘤中心等4大中心，单病种多学科综合诊治(MDT)模式覆盖常见病种，医疗业务量居全国前列。牵头建设国家癌症区域医疗中心，首批入选国家疑难病症诊治能力提升工程，拥有国家、省级重点学（专）科8个。每年在重点监测的25个肿瘤术种病种中，3个全省第一、7个第二、18个前5，三四级手术占比连续7年领跑浙江。拥有达芬奇手术机器人、重离子、射波刀、TOMO、瓦里安医用直线加速器等高端设备。中国科学院肿瘤精准治疗中心核心项目国家重离子(杭州)临床治疗研究中心落户浙江省肿瘤医院。