臨沂腫瘤醫院始建于1974年，其前身為臨沂地區腫瘤防治研究所，1985年改建為臨沂地區腫瘤醫院，1994年12月臨沂撤地建市改稱臨沂市腫瘤醫院。2003年1月被評為“全國百姓放心醫院”，系山東醫專、臨沂衛校的教學醫院，臨沂市抗癌協會、臨沂市癌癥康復會掛靠單位。
臨沂腫瘤醫院占地面積63畝，建筑面積4.2萬平方米，職工596人，專業技術人員465人，其中高級職稱63名，1名中青年專家享受國務院頒發的政府特殊津貼，5名跨世紀優秀人才，3名市級、3名局級專業技術拔尖人才。開放床位528張。科室設置有普外科、胸心外科、頭頸外科、神經外科、乳腺外科、泌尿外科、骨科、血管瘤淋巴管瘤專科（山東省A級）、婦瘤科、腫瘤內一科、腫瘤內二科、消化內科、神經內科、血液內科、中西醫結合科、放療一科、放療二科、放療三科、麻醉科、ICU室、CCU室、社區服務科，12個醫技科室。配有國內外先進的醫療設備，主要有DSA、CT、體外循環機、GE產呼吸機、西門子直線加速器、瓦里安產直線加速器及X-刀、TPS、MRI、鈷60治療機、銥源后裝機、模擬定位機、彩超、奧林巴斯系列內窺鏡、胸腔鏡、腹腔鏡、宮腔鏡、前列腺電切鏡、全自動生化分析儀、血氣分析儀、腎圖儀、酶標儀、微波治療儀等。先進的醫療技術及特色醫療項目主要有：直腸癌根治肛門原位重建，膀胱癌根治膀胱尿道重建，各種血管瘤、血管畸形、淋巴管瘤的18種綜合治療技術，微創外科（電視胸腔鏡、腹腔鏡、宮腔鏡、前列腺電切鏡、鼻竇鏡、自凝刀），介入治療腦轉移瘤、肺癌、肝癌、婦科癌，活性炭標記淋巴結清除術，甲狀腺動脈阻斷乙醇灌注治療甲亢，自體血照射回輸提高機體抗輻射能力，自體骨髓移植治療實體瘤，胃癌根治術后灌注化療防治腹腔、肝轉移，食管癌短期大劑量放療術后TIL回輸，化療藥所致靜脈炎的防治，晚期乳腺癌中心靜脈泵持續化療，順鉑化療腎毒性的防治，食管癌新術式預防術后返流，新手術徑路治療食管癌，腫瘤標記物聯合檢測在各種癌癥診斷治療中的應用，冷凍治療肝癌、胃癌、慢性骨髓炎、皮膚癌，第二掌骨側療法、疏絡膏治療晚期癌性疼痛，消結靈口服液治療甲狀腺瘤，非小細胞癌晝夜節律化療，肺鱗癌加速超分割放療，宮頸癌術中髂內動脈栓塞化療，直腸癌根治輔助滲透化療，扶正口服液提高機體免疫功能，軟組織肉瘤術后復發的防治等。
科研工作取得豐碩成果，在已完成的科研項目中，獲得山東省科技進步二等獎3項、三等獎5項，山東省醫學科技進步三等獎6項，臨沂市科技進步一等獎6項、二等獎20項、三等獎28項。取得國家發明專利1項，實用新型專利28項。主編、參編醫學專著28部。開展新技術、新項目240余項。累計發表學術論文1020篇。
臨沂腫瘤醫院基礎設施配套，技術力量雄厚，醫療設置齊全，服務功能完善，醫療設備先進，是山東省著名的腫瘤專科醫院。