国立癌研究中心建立于1992年，是以癌症研究及治疗为重点的国际中心，即国立癌症研究中心的第二所医院。
设施内拥有临床开发中心，重点是尽快将最先进的研究成果运用于临床。
国立癌研究中心东病院实行各相关科室合作进行癌症综合治疗的方法，在质子线治疗的同时也根据患者的情况合用化疗，或先通过手术使肿瘤变小后再进行放疗等，在该院一个医疗机构内能以适合癌症患者具体情况的最佳治疗方案综合治疗其癌症。能根据病情采用质子线治疗和其他治疗相结合的方式是只有癌症治疗专科医院才能实现的。
国立癌研究中心-东病院在日本国内最早引进医疗专用质子线治疗系统，也是世界上第二家开始临床应用的医疗机构。丰富的质子线治疗的临床经验居世界前列。其科研实力雄厚，不仅是临床医学，还拥有数名医学物理专业的稀有人才，参与最先进的质子线治疗技术的研究，并在世界最先进的照射领域可视化方面取得了可喜的科研成果。
国立癌研究中心-东病院也是在日本唯一一所使用回旋加速器进行质子线治疗的医院，该系统通过缩短治疗时间和提高照射精度减少了患者的负担，又因照射时间短、患者在照射过程中的身体活动少，使质子线能更精确地定位于肿瘤组织。医生相信利用该系统可提供更有效的癌症治疗。同时该院还拥有旋转桥架装置，对患者体内任何位置的肿瘤都能从最佳角度进行质子线照射。
医院在世界上率先研发了对患者的质子线照射区进行即时可视化的系统beamON-LINEPETsystemmountedonarotatinggantryport（BOLPs-RGp），并已经成功地应用到临床治疗上。弥补了以往在照射过程中无法确认质子线是否准确地照射在肿瘤组织上的技术空白，使用该系统可以确认质子线是否准确地照射肿瘤组织，从而更精确地杀灭肿瘤，提高疗效。目前为止在全球范围内只有国立癌研究中心拥有该系统。并且，医院利用拥有临床研发中心的科研优势正在研发多种照射技术、剂量仿真技术以及图像引导技术，预计目前国际上正处于研发阶段的适形调强质子线治疗（IMPT）在1～2年内可应用到临床治疗。
患者可接受使用最尖端技术的高精度质子线治疗。目前为止该院已接收了不少来自中国、韩国、台湾的患者。