1978年10月，經(jīng)湖南省編制委員會(huì)批準(zhǔn)（湘編[1978]110號(hào)文件）正式成立湖南省腫瘤防治研究所，文件規(guī)定該所為省衛(wèi)生廳二級(jí)機(jī)構(gòu)，定編30人，與省腫瘤醫(yī)院合署辦公，主要負(fù)責(zé)腫瘤防治、科研的組織領(lǐng)導(dǎo)工作。建所以來(lái)，所長(zhǎng)由省腫瘤醫(yī)院歷任院長(zhǎng)兼任，1993年7月，曾春林任專(zhuān)職副所長(zhǎng)。1988年11月胡炳強(qiáng)兼任副所長(zhǎng)，2002年5月兼所長(zhǎng)。

省腫瘤研究所成立之后，先后成立了六個(gè)研究室，即免疫室、細(xì)胞遺傳室、流行病學(xué)室、藥理室、動(dòng)物室和動(dòng)物手術(shù)實(shí)驗(yàn)室、情報(bào)室（含攝影室）。1983年10月成立科教科，行政、科研、教學(xué)工作由科教科代管。1995年10月，在科研經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重不足，課題立項(xiàng)困難，工作量長(zhǎng)期不飽和，研究所工作難以開(kāi)展的情況下，為了充分發(fā)揮腫瘤研究所的作用，使科研與臨床更緊密結(jié)合，醫(yī)院黨委決定對(duì)研究所實(shí)行“以院帶所、院所結(jié)合”的改革辦法，即在保留湖南省腫瘤防治研究所的名稱(chēng)和編制不變的前提下，將腫瘤研究所現(xiàn)存的4個(gè)科室（1987年12月情報(bào)室已并入圖書(shū)情報(bào)室、1991年10月遺傳室已并入檢驗(yàn)科）并入醫(yī)院相應(yīng)的科室，形成“兩塊牌子、一套人馬”的格局。1996年2月，經(jīng)請(qǐng)示省衛(wèi)生廳同意，免疫室與層流室合并，流行病學(xué)室與腫瘤防辦合并，藥理研究室與藥劑科合并，圖書(shū)情報(bào)室改為圖書(shū)館，動(dòng)物手術(shù)實(shí)驗(yàn)室由科教科管理，攝影室由院辦公室管理。2002年2月，為了便于各臨床醫(yī)技科室進(jìn)行醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，醫(yī)院集中各科試驗(yàn)用儀器設(shè)備，在免疫室、遺傳室的基礎(chǔ)上，成立了中心實(shí)驗(yàn)室，2002年11月中心實(shí)驗(yàn)室與湖南大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——化學(xué)生物傳感與計(jì)量學(xué)實(shí)驗(yàn)室合作組建了湖南大學(xué)腫瘤研究中心；該中心與院中心實(shí)驗(yàn)室合署辦公。