宣武医院胸外科前身是宣武医院胸心血管外科胸外科组。 胸心血管外科首任科主任是董宗俊教授，现任宣武医院院长张建教授为胸心血管外科第二任科主任。2002年11月支修益教授赴美研修回国后从北京结核病胸部肿瘤医院调入宣武医院担任胸外科主任。
　　2003年4月10日支修益教授创建成立首都医科大学肺癌诊疗中心。我国著名胸外科专家赵志文教授、李泽坚教授和王天佑教授为胸外科顾问。国际肺癌领域著名胸外科专家日本土屋了介教授和美国UCSF的David Jablons教授担任肺癌中心顾问。2008年首都医科大学先后成立胸心血管外科学系和肿瘤学系，支修益教授担任胸心血管外科学系学术委员会副主任委员兼胸外科学组组长，和肿瘤学系副主任兼肺癌学组组长。
　　宣武医院胸外科现有床位55张，由胸外科一病区、胸外科二病区、胸外科监护室和肺癌实验室组成，设有肺癌、食管疾病、胸腺瘤肌无力和肺癌化疗四个专业组。张毅主任医师担任胸外科副主任，刘宝东主任医师、陈东红副主任医师和许庆生副主任医师担任胸外科三个病区病区主任，张毅副主任兼任肺癌化疗病房主任，王春梅副主任医师担任胸外科监护室主任，苏雷副主任医师担任胸外科教研室教学干事，刘宝东主任医师兼任科研干事，陈东红副主任医师兼任医院临床路径和控烟专员。
　　宣武医院胸外科现有医护人员63人。其中医生18人，分别来自首都医科大学、北京大学医、协和医科大学、中国医科大学、河北医科大学、湘雅医学院和四川大学华西医学院。其中高级技术职称8人，博士研究生学历5人，硕士研究生学历10人。胸外科护士45人，朱晓红、乔晖和赵晓维分别担任胸外科一病区、监护室和胸外科二病区护士长。
　　宣武医院胸外科主要开展以下工作：
　　1、利用新一代螺旋CT、核磁共振仪、肺核素代谢扫描（SPECT）或正电子发射扫描（PET）、全身骨扫描（ECT）结合电视胸腔镜、电视纵隔镜和超声支气管镜EBUS进行肺癌治疗前临床分期。准确的临床分期对于指导制定肺癌治疗方案至关重要。2010年首都医科大学肺癌诊疗中心作为国际肺癌研究协会肺癌分期专家委员会和肺癌筛查委员会成员单位，参与国际肺癌新分期和筛查项目工作。
　　2、开展早期肺癌微创外科手术和局部中晚期肺癌外科手术及多学科综合治疗。开展肺癌外科各种术式包括肺切除加心房部分切除、支气管袖状肺叶切除、支气管肺动脉双袖状肺叶切除、隆突重建成型术、上腔静脉切除人工血管置换等高难度胸外科手术。近年来重点开展了高龄早期肺癌微创外科手术、胸腔镜肺叶切除术和Hybrid微创技术肺叶切除术。年手术量500台以上。
　　3、在全国率先开展了局部中晚期非小细胞肺癌术前新辅助化疗和术后辅助化疗临床多中心研究。牵头负责中国癌症基金会-非小细胞肺癌术后辅助化疗临床多中心研究项目、首都发展基金-肺癌相关基因检测指导下的个体化治疗研究课题和中美非小细胞肺癌术后辅助化疗临床多中心研究项目。
　　4、胸外科和肺癌中心病房常规开展肺癌相关基因监测，指导临床每一个肺癌患者的个体化治疗，特别是指导肺癌术后的辅助化疗和辅助靶向治疗，以及CT引导下射频消融后的辅助治疗。
　　5、积极和宣武医院神经内科协作，开展了电视胸腔镜胸腺瘤切除治疗重症肌无力。目前已经成功开展这类手术200余例。与宣武医院神经外科合作开展肺癌脑转移综合治疗和联合门诊。
　　宣武医院胸外科近年来积极开展CT引导下射频消融治疗不能耐受开胸手术的高龄早期肺癌，局部中晚期肺癌和肺转移癌，积累了300多例临床经验，牵头负责CT引导下射频消融治疗肺癌全国临床多中心研究项目。
　　宣武医院胸外科是北京医学会胸外科分会主任委员单位，中国医师协会胸外科医师分会常务副会长和中华医学会胸心血管外科分会肺癌学组组长单位，中国癌症基金会控烟与肺癌防治工作部主任单位，卫生部临床路径审核专家委员会胸外科专家组组长单位和卫生部《原发性肺癌诊疗规范》（2011年版）专家编写组组长单位。
　　宣武医院胸外科全天开设胸外科门诊，包括胸外科专家门诊、胸外科专科门诊、肺癌专家门诊和专科门诊、戒烟门诊、肺癌脑转移门诊和射频消融专家门诊，以及支修益主任的特需门诊。