Предшественницей кафедры онкологии, лучевой терапии и лучевой диагностики и лучевой терапии явилась кафедра рентгенологии и радиологии, организованная в ИГМИ в 1956 году. До этого занятия со студентами по рентгенологии проводились на кафедре пропедевтики внутренних болезней. Заведующей кафедрой была назначена высококвалифицированный врач-рентгенолог и радиолог Александра Родионовна Лебедева. Ассистентами работали Нина Дмитриевна Коршунова. Ассистенты – Александра Ивановна Алексеева, Игорь Николаевич Железнов, Валерия Викторовна Грузнова.

В 1972 году кафедра была реорганизована в кафедру рентгенологии и радиологии с курсом онкологии на базе Ивановского областного онкологического диспансера. С 1986г. клинической базой кафедры стал новый онкологический диспансер на 450 коек. В нем было организовано два торакальных отделения на 90 коек, отделение общей онкологии на 70 коек, отделение опухолей головы и шеи на 40 коек, онкогинекологическое отделение на 60 коек, радиологии на 140 коек, химиотерапии и на 60 коек, специализированная поликлиника. Работали 7 операционных и палаты интенсивной терапии. Установлены современные гамма-терапевтические установки, линейный ускоритель электронов, компьютерный томограф. На кафедре имелось 6 учебных комнат, кабинет профессора, комната преподавателей и раздевалка для студентов. Заведующим был избран Михаил Иванович Талаев, 1934 года рождения, доктор медицинских наук, профессор. Закончил в 1957 году Смоленский Государственный институт. В 1963 году окончил аспирантуру на кафедре общей хирургии Ивановского медицинского института и в 1964 году защитил диссертацию на тему «Рак оперированного желудка». В 1974 году  ему присвоено ученое звание профессор. Михаил Иванович имел более 130 научных публикаций. Был награжден знаком «Отличник просвещения», ему присвоено звание «Заслуженный врач Российской Федерации». В 1993 году кафедра переименована в кафедру онкологии, лучевой терапии и лучевой диагностики.

С 2004 по 2008 год заведующим кафедрой был Нагибин Алексей Андреевич, доктор медицинских наук, доцент,  врач высшей категории. Длительное время был председателем областного научного общества онкологов. С 20008 по 2012 год кафедру возглавлял к.м.н., доцент Семенов АндрейВладимирович. 

В разное время на кафедре трудились Нина Дмитриевна Коршунова, Полина Петровна Шакур, Анатолий Владимирович Сидоров, Михаил Борисович Сазонов, Виктория Викторовна Грузнова, Елена Аркадьевна Сидорова, Валентин Иванович Бачев, Аркадий Борисович Гарасько.

На протяжении истории кафедры усилиями преподавателей накоплен солидный фонд дидактических материалов. Через библиотеку академии студенты обеспечены современной литературой. В воспитательной работе со студентами уделяется большое внимание врачебной этике и деонтологии.

Научно-исследовательская работа на кафедре проводилась по нескольким направлениям, однако основной темой была «Комбинированное лечение рака желудка», включенная в программу Министерства здравоохранения Российской Федерации «Злокачественные новообразования». По этой теме в центральной печати опубликовано более 100 научных работ, получены три авторских свидетельства на изобретения. Результаты научных исследований докладывались на межобластных, республиканских и союзных съездах, а также различных конференциях онкологов.

По другим темам также были выполнены диссертационные работы: рентгенодиагностике (М.Б. Сазонов), радиологии (Н.Д. Коршунова), онкологии (А.В. Сидоров). Опубликован ряд статей в центральной и местной печати по клинической онкологии, вопросам истории и организации онкологической службы, по результатам  изучения заболеваемости текстильщиков (М.И. Талаев, В.И. Бачев, Е.А. Сидорова, В.М. Анисимов, А.Б. Гарасько).

С 2013 года по настоящее время заведующей кафедрой является д.м.н. Нина Павловна Лапочкина. Сейчас на кафедре обучаются студенты 3-5 курсов ИвГМА, клинические ординаторы и интерны.  В воспитательной работе со студентами большое внимание уделяется врачебной этике и деонтологии. Деятельность сотрудников кафедры отмечена благодарностью ректора ИвГМА Е.В. Борзова.

Постоянно работает студенческий научный кружок, члены которого успешно выступают на конференции «Неделя науки», на межвузовских научных студенческих конференциях, занимают призовые места. Сотрудники кафедры работают в тесном контакте с органами здравоохранения, активно участвуют в повышении квалификации врачей области по онкологии.