湘雅医院心胸外科是中南大学国家重点学科，是全国硕士点、博士点授予单位。始建于1951年，是该省最早成立的心胸外科专科。建科伊始，就先后进行了心包剥离，食管癌切除，动脉导管结扎及肺叶手术。1956年在全国率先进行人工低温研究并应用于临床，随后开展了二尖瓣闭式扩张术等。1994年成功进行了中南地区首例同种异体原位心脏移植术，该病人也是我国存活时间最长的女性病例。1997年进行我国首例体外循环下同种异体单肺移植；随后开展自体肺移植。在国内率先开展新法矫治三尖瓣下移畸形手术；利用三腔二囊进行食管Heller's手术；自体肋骨移植进行先天性漏斗胸矫手术。重症心脏瓣膜病的治疗独具特色，曾报道连续198例瓣膜置换无死亡的临床经验。冠心病的外科治疗取得了显著的进步，手术成功率高达98%以上。
　　该学科目前为湖南省胸心血管外科专业委员会副主任委员单位、湖南省胸外科学专业委员会副主任委员单位，在国内同行中具有较大影响。该科现任主任罗万俊教授，是湖南省胸心血管外科学会副主任委员，在冠脉搭桥、复杂先天性心脏病诊断和治疗等方面具有较高造诣，在国内首次完成Cantrell五联征矫治，国际上首次采用冠脉转移处理法乐四联症的冠脉畸形。
　　心胸外科现有医技护人员82人，博士生导师2人，硕士生导师6人，教授5人，副教授4人，主治医师13人，具有博士学位17人，硕士学位5人，归国留学人员8名。
　　心胸外科现有2个病区，床位70余张。拥有国际上最为先进的诊疗设备：全套心胸外科进口微创治疗系统、体外循环机、呼吸机、监护仪、心脏彩超仪、球囊反搏仪等，术后恢复室装备精良。每年进行大型手术2000台次左右，年心脏手术量达1000余台次。常规开展包括各种复杂的先天性心脏病 、风湿性心脏病 、冠心病、 胸主动脉瘤、及肺部、食道、纵隔等各种心胸血管疾病的外科治疗，并成功开展了大动脉换位术、全主动脉弓置换术、心脏多瓣膜置换术等高难复杂的大型手术和完全胸腔镜下心脏、纵隔、肺部疾病的微创治疗及漏斗胸的微创治疗。常见的先天性心脏病外科治疗效果已达世界先进水平，死亡率在1%以下。总手术死亡率连续多年在1%左右，居国际先进水平。
　　心胸外科非常注重科研教学工作。近年来承担省卫生厅省科委科研课题40余项，获省科技进步奖10余项。内源性心肌保护的系列实验和临床研究居国际领先水平。主编《临床心脏移植》、《心胸外科住院医生培训手册》等多部专著，参与编写教材、专著多部。并注重学术交流，多次派人员到美国、德国、日本、瑞典、香港等地进修学习，积极参加重大国际学术会议，发表国内外学术论文200余篇。