Клиническая база кафедры на первом этапе ее деятельности была представлена рентгенодиагностическим отделением клиник медицинского института в составе трех рентгенодиагностических кабинетов, два из которых располагались на территории факультетских, а один – на территории госпитальных клиник.
Созданная в 1969 году в клиниках Томского медицинского института радиоизотопная лаборатория, оборудованная первоначально сканером Scinticar-Numerik (Венгрия) и усиленная в 1979 году планарной гамма-камерой LFOV (США), позволила поставить преподавание медицинской радиологии на более высокий уровень и внедрить в практику клиник современные методы радиоизотопной диагностики.
С 1987 года в клиниках активно внедряется ультразвуковая диагностика и создается соответствующее клиническое подразделение, оснащенное вначале аппаратами среднего класса и портативными, а в последующем – приборами с современным программным обеспечением.
В 2001 году клиническая база кафедры расширена за счет установки спирального компьютерного томографа XPRESS GX (Япония), а в канун 50-летия кафедры – за счет установки магнитно-резонансного томографа EXELART VANTAGE (Япония) с напряженностью магнитного поля 1,5 Тл. В настоящий момент парк оборудования клинической базы кафедры включает пять стационарных цифровых рентгеновских аппаратов (Appolo), шесть передвижных рентгеновских диагностических аппаратов, один рентгеновский аппарат для интервенционных процедур, маммограф рентгеновский цифровой "Маммо-5МТ"; рентгеновский компьютерный томограф (Optima CT 600 М40- GE HealthCare), магнитно-резонансный томограф (GE SIGNACreator 1.5 T); комбинированная система однофотонной эмиссионной компьютерной томографии и компьютерной томографии ОФЭКТ/КТ (Siemens Symbia Intevo Bold – Siemens), девять ультразвуковых диагностических стационарных аппаратов и три портативных (Canon Aplio i500/i700; Logiq).
Помимо подразделений лучевой диагностики клиник университета в качестве других баз для педагогического процесса кафедры используются отделения и подразделения лучевой диагностики муниципальных и областных лечебно-профилактических учреждений. На протяжении 50-70-х годов предыдущего столетия на кафедре преподавались основы рентгенодиагностики и медицинской радиологии, включавшей в себя радионуклидную диагностику и лучевую терапию.
Внедрение в широкую клиническую практику новых методов визуализации и переименование дисциплины «Рентгенология и медицинская радиология» в «Лучевую диагностику и лучевую терапию» привели к необходимости расширить рамки дисциплины и включить в педагогический процесс преподавание основ таких методов визуализации как ультрасонография, рентгеновская компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, при обязательном сохранении классической рентгенологии, а также общих и частных вопросов ядерной медицины и лучевой терапии.
Современный уровень лучевой диагностики, появление новых лучевых модальностей обосновали преподавание лучевой диагностики на 3, 4 и 5/6 курсах лечебного факультета, 3 и 4 курсах педиатрического факультета. С 2004-2005 годов на кафедре внедрено преподавание лучевой диагностики для студентов медико-физического факультета, которые обучаются по специальностям биофизика и медицинская кибернетика.
С 2016 года на кафедре в рамках сетевой образовательной программы «Ядерная медицина» проводится подготовка магистрантов НИ ТПУ.
На протяжении десятилетий, начиная с послевоенного времени, сначала курс рентгенологии, затем кафедра рентгенологии и медицинской радиологии, а в последующем - лучевой диагностики, являются центром подготовки специалистов для города и области.
Вначале подготовка специалистов осуществлялась путем первичной специализации, потом – путем 2-х годичной ординатуры, а с 1973 года на кафедре введена интернатура по рентгенологии. С 2001 года на кафедре введена ординатура по специальности «ультразвуковая диагностика».
