本科於民國65年成立，由張昭雄醫師擔任科主任。
民國80年林萍章醫師接任科主任。
民國88年7月，本科因業務需要採功能性分科，分成胸腔、心臟血管外科，成立胸腔及心臟血管外科系，由林萍章教授擔任胸腔及心臟血管外科系主任，劉會平醫師擔任胸腔外科主任，朱肇基醫師擔任心臟血管外科主任。
民國92年7月劉會平醫師擔任林口胸腔心臟血管外科系主任兼胸腔外科主任。
民國92年12月血管外科成立，由謝宏昌醫師擔任血管外科主任。
民國94年長庚實施主任任期制，由蔡峰鈞醫師接任成人心臟外科主任，張育生醫師接任小兒心臟外科主任，而林萍章教授在攻讀法律碩士之後，再次接任心臟胸腔血管外科系主任。
民國95年吳怡成醫師接任胸腔外科主任。
民國100年10月，由蔡峰鈞醫師接任胸腔及心臟血管外科系主任，並兼任心臟外科主任。胸腔外科由劉永恆醫師接任科主任，血管外科則由柯博仁醫師接任科主任。
民國103年7月，林萍章醫師接任心臟外科主任。
民國106年7月，由劉永恆醫師接任胸腔及心臟血管外科系主任，胸腔外科由趙盈凱醫師接任科主任，心臟外科由劉國聖醫師接任科主任，血管外科則由游勝越醫師接任科主任。
民國109年7月，由趙盈凱醫師接任胸腔及心臟血管外科系主任，兼任胸腔外科主任。
民國112年7月，由陳維勳醫師接任胸腔外科主任，心臟血管外科合併，葉集孝副部長兼任心臟血管外科主任，陳紹緯醫師接任心臟血管外科副主任。
民國113年2月，由陳紹緯醫師接任心臟血管外科主任。