在日據時代，日本在小南門設立日本陸軍衛戍病院；抗戰勝利後，國民政府接收改為聯勤台灣總醫院，隨後又改為陸軍八０一總院，在民國五十六年七月一日正式改組成立為陸海空總醫院，即三軍總醫院。鄧述微先生為本院第一任院長，文忠傑先生為第一任外科部主任，張先林先生則為國防醫學院外科學系主任。在民國六十八年五月國防醫學院與三軍總醫院合併，外科學系改制為外科學科，其後國防醫學院外科學科與三軍總醫院外科部成為教學研究與臨床任務並重之單位。

　　在組織制度變革方面，值得一提的是，當時國內外科學系正是菁黃不接時期，人才凋零。而幸好有國防醫學院由北平協和醫學院出身的張先林教授領導策劃建立三年至五年之嚴格的住院醫師訓練制度，並於住院總醫師做完一年晉升主治醫師後，看其個人之意願、興趣，給予每個人選擇胸腔外科、骨科、泌尿外科、神經外科、心臟血管外科、麻醉科，以及後來成立的整形外科、小兒外科、大腸直腸外科等之專科，培養其成為國防醫學院之專科醫師訓練師資。

　　 由於分科之逐漸精進，外科部的編制也略有改變，某些專業科別為方便獨立發展而脫離外科部。如民國六十八年眼科部與婦產部獨立；民國六十九年耳鼻喉部獨立；民國七十二年麻醉部獨立；民國七十六年骨科部獨立；民國八十九年神經外科部獨立。雖然如此，由於臨床業務與人員訓練之需要，大外科系各部科之間仍有相當密切的人員交換訓練之科務方面之教學合作。

　　民國八十九年十月由泌尿外科于大雄主任接任外科學科主任及外科部主任，併肩負起三軍總醫院由汀州路搬遷至成功路國防醫學中心之責，任內順利完成此世紀大搬遷併以優異成績通過醫院評鑑試評及醫學院評鑑。于主任於九十三年一月榮陞三軍總醫院執行官，九十八年榮陞三軍總醫院院長，一百年榮陞國防醫學院院長。

　　民國九十三年由泌尿外科孫光煥主任接任外科學科主任及外科部主任，任內領導同仁順利通過九十四年行政院衛生署甲級醫學中心及教學醫院評鑑、畢業後一般醫學外科評鑑及教育部醫學系評鑑；此外，亦致力推動微創手術觀念並於九十五年引進ROBOT機械人手臂手術系統，為當時國內先驅使本院成為全台機械人手臂手術目前首屈一指的醫院；孫主任亦首辦外科技巧訓練-大體實際操作工作坊，讓實習醫學生及畢業後一般醫學生藉由實際操作演練精進手術技巧，並於民國九十五年榮獲行政院國家品質標章獎勵。任內接受醫策會委託辦理國內首次教師研習營，深獲好評，並進一步辦理院內住院醫師之教師研習營，培育臨床教師，成果卓越。孫主任於九十五年九月榮陞國防醫學院教育長，九十八年二月榮陞軍醫局醫保處處長，九十八年八月榮陞三軍總醫院執行官，九十九年榮調國軍桃園總醫院院長，一百年榮陞三軍總醫院院長。

　　民國九十五年及九十七年分別由整形外科陳天牧主任及一般外科俞志誠主任接任外科學科主任及外科部主任，任內持續秉持歷屆部主任優良傳統並加以發揚光大。俞主任於九十九年榮陞三軍總醫院執行官。

　　民國一百年六月由心臟血管外科蔡建松主任接任外科學科主任及外科部主任，任內帶領同仁配合醫院評鑑任務，以優良成績通過教學醫院評鑑及醫學中心五大任務評鑑，併大舉更新外科部網站，戮力於教學、研究、服務三大目標；此外，蔡主任亦指導、監督創傷醫學科、微創外科、移植外科，將原本流於形式的細分科重新整合，訂定週期開會制度，積極發展各細分科專長及優勢。

民國一百零二年至一百零三年由胸腔外科張宏主任接任外科部主任，任內積極主持相關之教學活動及醫療品質精進，於隔年榮陞三軍總醫院教學副院長，並於民國一百零四年榮陞國軍台中總院院長。民國一百零三年至一百零五年由整形外科陳錫根主任擔任外科部主任，任內帶領外科部同仁投入八仙塵爆傷患照顧，創造零死亡率的成果，更受到衛生福利部表揚獎勵。另外，陳部長對於外科醫學教育亦不遺餘力，於民國一零四年帶領外科部過外科專科醫師訓練計劃，並於同年晉升醫學系主任級教學副院長。

民國一百零五年由泌尿外科查岱龍主任接任外科部主任，並持著外科優良的傳統及快速動員，相互合作的精神，全心全力投入醫院評鑑之業務，以期創造高品質的外科醫療環境。