Відділення дитячої онкології засноване у 1969 році, є структурною одиницею Національного інституту раку МОЗ України та провідним закладом у галузі лікування дітей з солідними злоякісними новоутвореннями на території України.
В склад відділення входить кабінет консультативного прийому, відділення догоспітального обстеження та реабілітації, стаціонарне відділення на 40 ліжок із блоком інтенсивної хіміотерапії. У розпорядженні співробітників відділення операційний зал, оснащений усією необхідною сучасною медичною технікою, що забезпечує проведення широкого спектру високотехнологічних оперативних втручань.
Кабінет консультативного прийому та поліклінічне відділення оснащені сучасним медичним обладнанням, що дозволяє проводити усі необхідні діагностичні та лікувальні міроприємства. У кабінеті консультативного прийому реєструється близько 3500 первинних звернень за рік.

В розпорядженні діагностичної служби відділення знаходиться сучасне обладнання: 2 комп’ютерних томографи, магнітно-резонансний томограф, обладнання для проведення остеосцинтиграфії, ультразвукові апарати експерт класу, дитячі цисто-, гастро- та бронхоскопи. В процесі діагностики використовуються сучасні методики: визначення онкогенів, інфекційних агентів методом ПЛР в реальному часі, FISH-гібридизація, проточна цитометрія, імуно-ферментний аналіз. Застосування новітніх технологій в діагностиці злоякісних новоутворень у дітей дає можливість більш точно встановити вид новоутворення, призначити оптимальне лікування та отримати найкращий результат.

За 2011 рік у кабінеті консультативного прийому проведено 5017 консультацій дітей із підозрою на злоякісне солідне новоутворення, що майже на 1000 більше ніж у минулому році ( у минулому році – 4077). Проведено 366 дослідження КТ, 107 МРТ досліджень, 54 трепанбіопсій кісткового мозку, 6 відкритих біопсій, 24 трепанобіопсії утворень, 36 біопсій під контролем УЗД та КТ.
Переважна більшість дітей, із вперше виявленими злоякісними солідними новоутвореннями, проходить лікування саме у нашому відділенні. А це від 250 до 300 дітей з усіх регіонів України щорічно. На лікуванні знаходяться діти віком від 0 до 18 років, із всіма видами солідних злоякісних новоутворень, окрім пухлин щитоподібної залози та злоякісних захворювань кровотворної системи. За останні 5 років кількість пролікованих хворих збільшилась у 2,4 рази.

Щорічно виконується близько 200 складних оперативних втручань, серед яких резекції печінки, гемігепатектомії, панкреатодуоденальні резекції, резекції нирок, резекції кісток з ендопротезуванням, пластикою автологічними чи аллогенними трансплантатами. Кількість операцій, що зберігають кінцівку (ендопротезування, аутопластики в т.ч. із використанням мікрохірургічної техніки) становить близько 80%. Отримані результати, як і ті, що наведені нижче, наближуються до таких, що досягли провідні клініки Європейських країн. Спеціалісти відділення співпрацюють із фахівцями суміжних спеціальностей та проводять спільні оперативні втручання з нейрохірургами, торакальними, щелепно-лицевими хірургами. Налагоджена співпраця з кардіохірургами та проводяться оперативні втручання із застосуванням апарату штучного кровообігу.

За сприяння благодійних організацій, операційний блок відремонтовано та обладнано, згідно сучасних вимог до приміщень такого призначення, що дає можливість проводити операції високої складності безпечно для пацієнтів.
Лікування дітей у відділенні дитячої онкології здійснюється за лікувальними програмами, рекомендованими МОЗ України, що розроблені на основі сучасних європейських клінічних протоколів.
З 2002 року впроваджено у лікування трансплантаційні методики (stem cell support, bone marrow transplantation), що супроводжують хіміотерапевтичне лікування. 

З 2008 року активно функціонує блок інтенсивної хіміотерапії на два ліжка для проведення високодозової хіміотерапії з трансплантацією стовбурових гемопоетичних клітин. З 2004 по 2012 рік у відділенні дитячої онкології Національного інституту раку проведено 65 курсів високодозової хіміотерапії з трансплантацією стовбурових клітин периферичної крові (СКПК) у 64 пацієнтів із солідними злоякісними новоутвореннями. Серед них хворі з нейробластому та саркому високого ризику, рецидивні та рефрактерні форми нефробластоми, герміногенних пухлин та злоякісних пухлин ЦНС.

За останні роки, після впровадження сучасних підходів до лікування виживаність дітей значно покращилась і становить при саркомі м’яких тканин - 58,6%, безрецидивна – 44,8%., при нейробластомі у групі високого ризику - 34%, саркомі Юїнга 42,5%, остеогенній саркомі - 79%, пухлинах печінки – 60-65%, герміногенних пухлинах – 75%, пухлині Вільмса (при термінах спостереження більше 5 років) загальна виживаність складає 56,25%, зростаючи від 18,75% при V стадії захворювання до 82,5% при II-й.
У відділенні працюють та забезпечують лікувальний процес 4 наукових співробітника, 5 лікарів-онкологів, 2 анестезіологи, 14 медсестер, 2 медичних психологи, 2 реабілітологи, вихователь. Персонал відділення постійно підвищує свою кваліфікацію та продовжує навчатись новітнім методикам та технологіям.
Зростає роль відділення, як методичного центру. На базі відділення щорічно проводяться конференції, семінари, майстер-класи із залученням не тільки найкращих спеціалістів України, а і провідних фахівців Європи та світу. Більшість хворих на солідні новоутворення дітей України консультується фахівцями відділення. Однак завдяки поширенню досвіду роботи та знань щодо особливостей хірургічного лікування дітей, хворих на злоякісні новоутворення та впровадженню сучасного протокольного лікування у регіональних відділеннях, все більше хворих проходять хіміотерапевтичне лікування за місцем проживання у відповідності до наявного оснащення.

Значну допомогу в забезпеченні якісної та ефективної роботи відділення надають благодійні фонди та волонтерські організації (БФ «Запорука», «Розвиток України», «Краб», «Набат» та багато інших). Партнери відділення організовують благодійні заходи, інформують громадськість про потреби відділення. Кошти, залучені від благодійників, використовуються для закупівлі обладнання, медикаментів, розхідних матеріалів, організацію побуту та відпочинку для пацієнтів відділення та їх родин, надання персональної матеріальної допомоги. За сприяння благодійних фондів проводиться постійна робота по медичній та соціальній реабілітації пацієнтів відділення та членів їх родин не тільки під час лікування, а й після його закінчення.