北京大学第一医院核医学科创建于1958年，早年称同位素室，后改为核医学科。历经近50年的风雨，核医学科从最初仅有6名工作人员，以放免和脏器功能测定、扫描成像为主，发展到如今包括研究生在内20余人，拥有两台SPECT仪，以脏器核素显像为主，兼顾脏器功能测定、放免测定和核素治疗的综合性科室。科室全体工作人员爱岗敬业，团结合作，热诚为患者服务，取得了良好的社会效益和经济效益。自1980年以来，曾18次获得院先进科室奖。
核医学科包括临床核医学、核医学教研室、核医学研究室与卫生部放射性药物临床药理基地四个部分，承担医、教、研三方面的工作。现有双探头符合线路SPECT仪、单探头SPECT仪、时间分辩测定仪等先进设备，并经卫生部批准正在引进当前核医学最为高精的设备PET/CT及医用回旋加速器。科室的技术力量和整体水平在全国核医学科中处于领先地位，在神经核医学﹑心血管核医学﹑肿瘤核医学等方面有独特的优势。临床开展脏器显像项目四十余项，放免项目十余项，核素治疗项目近十项，年检查患者上万人次。其中在运动心肌灌注显像、肾动态显像、肺显像、局部脑血流灌注显像等方面具有丰富的实践经验和较高的诊断水平。
科室现有教授1人，研究员1人，承担多项国家自然基金项目，多次获部级、校级科研奖项，并经常参加对外学术交流与合作。到目前，科室人员在专业杂志上发表的学术论文达220余篇。
多年来一直承担北大医学部五年制、长学制、研究生、夜大本专科生、进修医以及有关国家级继续教育项目的核医学教学任务。具有包括正高、付高和中级职称的梯队完整的师资队伍。编写多部教材、教学课件及教学片。
目前，北京大学第一医院核医学科属国内一流学科，具有丰富的临床、科研和教学经验，具备了一支资历雄厚的师资队伍和科研力量，为国家培养了一代又一代研究生及本科生。现有在职职工13人中，教授兼主任医师1名、研究员1名、副主任医师1名、主治医师2名、住院医师2名、主管技师4名、技师2名。