放射線療法は、X線をがん細胞に照射し、がん細胞のDNAを傷つけて死滅させたり、分裂を抑止したりする治療です。
　乳がんで放射線療法が登場する場面は大きく分けて、主に二つです。一つは乳房部分切除術、あるいは乳房再建を伴わない乳房切除術のあとに、再発予防として実施する場合、もう一つは、再発・転移がんで進行を抑え、骨転移、脳転移などに伴う症状をとる場合があります。
　以前の放射線療法は、二次元照射といって、体の前後、あるいは左右から病巣部分に向けて放射線を照射する方法がとられていました。しかし、この方法だと照射範囲が広く、がん細胞だけでなく正常細胞にも放射線の影響が出ます。放射線による副作用を考慮すれば、1回の放射線量を低く回数を多くする、という当て方しかできませんでした。
　これに対し、最近の放射線装置はCT画像を用いて、三次元（縦・横・高さ）で照射範囲を特定し、多分割コリメータと呼ばれる装置で強弱をつけて放射線を照射するので、がんを狙い撃ちできるようになりました。つまり、治療前に精密で立体的な、照射する部分を細かく認定した地図を作成し、正常細胞をできるだけ傷つけずにがん細胞をたたく方法を検討できるようになったのです。これによって1回の放射線量を増やせるようになり、副作用（急性障害・晩期障害）も軽減できています。
　当院では現在、2台の放射線装置が稼働しています。放射線の装置を扱う診療放射線技師は総勢で9人常勤しており、毎日、6人体制でリニアックによる治療を行っています。当院の2010年度の乳がん新患患者数は455人で、放射線腫瘍（しゅよう）科では1日平均60人くらいの患者さんを治療します。
　ほかの前立腺（ぜんりつせん）がんや肺がんなどで、放射線療法を行う患者数を比較すると、乳がんが圧倒的に多くなっています。

　乳がん治療の一つに「乳房温存療法」があります。これは手術と放射線療法がセットになった治療です。乳腺（にゅうせん）のうち、がんがある部分のみ切除し、わきの下のリンパ節も腫（は）れていれば切除します。その後切除した部分を中心に全乳房に放射線照射する方法で、乳房を温存する場合はこの方法で行うのが基本です。
　この治療が始まった当時は、乳房温存療法の再発予防効果がまだ明確ではありませんでしたが、現在までに多くの臨床試験が行われ、データが分析されています。
　そのうち、EBCTCGという臨床試験によるメタ分析では、乳がん患者6097人を、乳房部分切除術のあとに放射線療法をしたグループと、しなかったグループとに分け、局所再発率などを比較しています。その結果、10年目の局所再発率は放射線療法をしたグループは10％、しなかったグループは29％で、放射線療法をしたほうが低くなり、生存率においても、放射線療法をしたほうが高くなりました。この臨床試験ではリンパ節転移のない人を対象にしていましたが、リンパ節転移がある場合はさらに差が広がり、13％と47％でした。
　このような臨床試験の結果を受けて、乳房部分切除術＋放射線療法が標準治療として確立しています。「乳がん診療ガイドライン｜治療編 2011年版」（日本乳癌学会）でも、「早期乳がんに対する乳房温存手術（乳房部分切除術）後は、放射線治療を行うことが強く勧められる」と明記されています。